EP4545793A1 - Verfahren zum überwachen einer kreiselpumpe - Google Patents

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EP4545793A1
EP4545793A1 EP24175643.6A EP24175643A EP4545793A1 EP 4545793 A1 EP4545793 A1 EP 4545793A1 EP 24175643 A EP24175643 A EP 24175643A EP 4545793 A1 EP4545793 A1 EP 4545793A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
centrifugal pump
operating mode
speed level
operating
operating parameter
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.)
Pending
Application number
EP24175643.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Oettmeier
Edgar Große-Westhoff
David Graurock
Roland Bastian Gentemann
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.)
Wilo SE
Original Assignee
Wilo SE
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 Wilo SE filed Critical Wilo SE
Publication of EP4545793A1 publication Critical patent/EP4545793A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F04D15/0088—Testing machines
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a centrifugal pump.
  • the invention further relates to a centrifugal pump.
  • Centrifugal pumps are known from the prior art and are used to pump a fluid by means of the rotary motion of an impeller provided in the centrifugal pump.
  • the impeller is driven by a motor in the centrifugal pump via a rotor shaft.
  • Such centrifugal pumps are controlled by a controller.
  • centrifugal pump Monitoring such a centrifugal pump is essential in practice to ensure that the required performance is achieved. Solutions are being sought to improve centrifugal pump monitoring.
  • a method is proposed in particular in which a centrifugal pump is placed into a monitoring state by running the centrifugal pump at its maximum speed for a certain period of time, in particular temporarily, after and/or before the centrifugal pump has been/is operating in its normal state. While the monitoring state exists, one or more so-called operating parameters of the centrifugal pump are recorded, whereby the maximum speed will of course regularly be present.
  • the operating parameter(s) are evaluated and provide information about the condition, functionality, or (residual) performance of the centrifugal pump. Since one normally knows what performance the centrifugal pump is likely to achieve at maximum speed or full load, an operating parameter recorded at the maximum speed provides this information.
  • the predefined period here is not long compared to the service life of the centrifugal pump or the start-up time of the centrifugal pump, for example, less than a minute, so that this information can be obtained quickly and the normal state only needs to be interrupted for a very short time or is not present at all.
  • a key point of the proposed solution is that the functionality and condition of the centrifugal pump can be monitored with minimal time expenditure.
  • the centrifugal pump does not need to be brought to a standstill, so no residue is left. of pumping volume must be achieved.
  • Another advantage of the solution is that, with today's control technology, it is easy to retrofit existing centrifugal pumps with the solution according to the invention.
  • the solution according to the invention can generally be implemented in practice purely from a control perspective, so that in most cases only programming of the centrifugal pump's control system will be required.
  • a centrifugal pump is generally a fluid machine that uses rotary motion and dynamic forces to pump, primarily liquids. In addition to tangential acceleration of the fluid, also called the medium, centrifugal force occurring in radial flow is used for pumping, so that centrifugal pumps are also referred to as centrifugal pumps.
  • a motor housing is preferably arranged above a pump housing, in which an impeller driven by the motor via the rotor shaft is provided for pumping the fluid.
  • the motor housing can be fixedly connected to the pump housing and/or designed as a single piece.
  • the fluid preferably comprises water or another liquid medium, such as wastewater.
  • the motor housing is preferably made of metal, in particular stainless steel, and/or the pump housing is made of plastic.
  • the centrifugal pump has a motor, an impeller driven by the motor for pumping a fluid, and a controller designed to control the motor.
  • the centrifugal pump can have a frequency converter.
  • a centrifugal pump without a frequency converter can also be provided, i.e. a frequency converter-free centrifugal pump.
  • the control also called control device, preferably comprises a microcontroller, a microprocessor, an integrated circuit or the like as an electronic component, by means of which the motor of the centrifugal pump can be controlled, for example based on a predefined and/or adjustable program and/or based on input information, such as sensors.
  • the controller is particularly programmable.
  • the controller can switch the centrifugal pump between the normal operating mode and the reference operating mode.
  • the controller can control operation in the respective operating mode.
  • An operating mode in particular normal operating mode or reference operating mode, is understood to mean in particular a status of the centrifugal pump.
  • a fluid is pumped.
  • the method typically refers to the operation of the centrifugal pump. However, it may also be the case that the centrifugal pump does not pump any fluid or runs dry in normal operating mode and/or in reference operating mode. This can also be advantageous for monitoring or obtaining information.
  • An operating parameter is generally understood to be a measured quantity or key figure that relates specifically to the operation of the centrifugal pump.
  • the operating parameter relates, for example, to the current flow rate of the centrifugal pump.
  • the operating parameter can comprise, for example, measurement data, a signal and/or a value.
  • the operating parameter can represent a physical or dimensioned key figure, refer to physical quantities and/or be a dimensionless key figure.
  • the operating parameter can be recorded, for example, using a controller and/or a sensor. It can also be recorded by reading a dial gauge or measuring device.
  • the operating parameter can be selected from a speed or a speed of a motor of the centrifugal pump, a discharge head, an intermediate circuit voltage, a motor current, an electrical power, an operating voltage, a volume flow and/or a vibration function of the centrifugal pump.
  • the intermediate circuit voltage and/or a motor current or the motor currents and/or the electrical power/power consumption of the centrifugal pump can be used.
  • the operating voltage may already be available or measured so that it can be usefully used for monitoring purposes.
  • the pumped volume flow may also be known because it can be displayed for the operation of the centrifugal pump.
  • the vibration function can be recorded at various points on the centrifugal pump, for example with regard to electrical signals/quantities or with regard to mechanical signals/quantities, e.g. using a sensor assigned to the centrifugal pump, e.g. accelerometer or the like.
  • the vibration function is usually a time-related function of an acceleration.
  • the current curve and/or voltage curve can also be recorded as time-related functions in order to be used as at least one operating parameter.
  • Evaluation typically involves manual and/or computer-assisted processing of the operating parameter. For example, a signal is smoothed and/or converted. For example, the operating parameter is compared with a reference or reference value. This allows statements to be made regarding functionality or condition.
  • a permissible value range can be predefined or determined based on initial measurements, e.g., based on scatter.
  • a vibration spectrum or frequency spectrum can be compared with a previously determined reference state or reference value.
  • the amplitudes can be compared for each frequency and the deviation determined and summed.
  • it can be specifically checked whether the amplitudes differ at selected frequencies in the measured spectrum.
  • the amplitude ratio of the vibration at the rotational frequency to the first harmonic is analyzed. If the amplitude ratio of the current measurement is 10% greater than the reference measurement, this indicates an imbalance.
  • the evaluation can also be carried out using principles of artificial intelligence (AI) or using AI methods.
  • AI artificial intelligence
  • the functionality and/or condition usually relate to the (residual) performance of the centrifugal pump.
  • the information about the functionality and/or condition quantifies whether and to what extent the centrifugal pump still achieves the desired performance.
  • the predefined period falls within the period of operation in the reference operating mode.
  • the predefined period is the shortest possible duration for which the reference operating mode can exist. It is conceivable that the reference operating mode exists and that the centrifugal pump delivers a flow rate that corresponds to the flow rate in the normal operating state. The centrifugal pump does not have to be operated continuously at the maximum speed level in the reference operating mode. However, it is intended that the maximum speed level is reached at least for the duration of the predefined period, and that the reference operating mode is present during this time, preferably also immediately after and/or before the predefined period has been/is completed. It can be provided that in the reference operating mode, the predefined period predetermines the duration for which the maximum speed level may be present at most, so that a lower or higher speed level should be present before and after this.
  • a speed level is the speed of the centrifugal pump in revolutions per unit of time, for example revolutions per minute.
  • the maximum speed level refers to the technically intended maximum speed or highest rated speed of the centrifugal pump, for example as usually stated in the manual and/or on a nameplate. If speed levels differ from one another, this means that the speeds of the speed levels (compared in the same unit, e.g. rpm) are different. When two speed levels are mentioned, it can typically be assumed that the speed levels have different speeds.
  • the centrifugal pump is operated in the reference operating mode for a period of at least and/or at most 10, 30, 60, or 180 seconds.
  • the reference operating mode should last for more or less than 10, 30, 60, or 180 seconds.
  • the reference operating mode is maintained for exactly one minute. During this time, the maximum speed level can then be reached. This ensures that the reference operating mode is present long enough, but not too long, to monitor the functionality or condition. In particular, this ensures that the operating parameter provides reliable information and that the centrifugal pump is not subjected to excessive strain.
  • the centrifugal pump is operated in the reference operating mode for at least one further predefined period of time with at least one further speed level.
  • at least two speed levels are approached in the reference operating mode, one of which, in particular exactly one of which, relates to the maximum speed of the centrifugal pump.
  • the centrifugal pump can thus be gradually brought up to maximum speed or carefully moved away from the maximum speed.
  • the centrifugal pump is operated at a lower speed level after or before operation at the maximum speed level, or after and before operation at the maximum speed level. This ensures that the operating parameter can be recorded with the greatest possible repeatability and that the centrifugal pump is stressed as gently as possible.
  • the predefined period is 1 to 20 seconds, preferably 5 to 15 seconds, in particular 10 ⁇ 5 seconds or 10 ⁇ 2 seconds. It has been found that such a period yields very reliable results without significantly disrupting normal operation.
  • the centrifugal pump is operated in the reference operating mode and before and/or after the predefined period (at maximum speed level) with at least one additional speed level for a further predefined period.
  • one or more additional speed levels are added to the maximum speed level when the reference operating mode is active.
  • the additional speed level (or several of them) must, of course, be provided as a further predefined period before or after the predefined period.
  • all predefined periods add up to the total duration or the predefined duration of the reference operating mode, e.g., 10, 15, 20, 25, 30, or another number of seconds.
  • a first additional predefined period of 10 ⁇ 5 s with a speed corresponding to 10% to 40%, in particular 25%, of the maximum speed level is provided as a first additional speed level.
  • the first additional speed level can, for example, specify a speed of the centrifugal pump that amounts to one-tenth to four-tenths, in particular one-quarter or 25%, of the maximum possible speed of the centrifugal pump.
  • a second further predefined period of 10 ⁇ 5 s with a speed corresponding to 30% up to 70%, in particular 50%, of the maximum speed level is provided as a second further speed level.
  • a third additional predefined period of 10 ⁇ 5 s with a speed corresponding to 50% up to 100%, in particular 75%, of the maximum speed level is provided as a third additional speed level.
  • a fourth additional predefined period of 5 ⁇ 3 s with a speed corresponding to 10% up to 40%, in particular 25%, of the maximum speed level is provided as a fourth additional speed level.
  • the centrifugal pump should run at a lower speed than during the predefined period, in order to gradually reach the predefined period with maximum speed. This is advantageous for quickly reaching a state with maximum This allows the speed level to be reached with high repeatability and minimal time loss. Leaving the predefined time period or, ultimately, the reference operating state is also advantageously adjusted in such a way that, in practice, as few disturbances as possible occur.
  • the evaluation comprises a comparison, in particular based on a threshold value, of the at least one operating parameter with at least one reference value for the reference operating mode. It can therefore be provided that the operating parameter is examined to determine whether threshold values are exceeded or undershot.
  • a maximum and a minimum value of the operating parameter can be provided as threshold values, wherein an exceeding of the maximum value or an undershooting of the minimum value can be detected during the evaluation and can be recognized and stored as useful information about the functionality or the condition. For example, if the actual delivery rate as an operating parameter falls below an expected minimum delivery rate as a reference value, this can imply that the centrifugal pump is clogged.
  • Threshold-based here means in particular that an exceeding or undershooting of limits is taken into account.
  • the reference value usually has the same unit as the operating parameter, i.e., for example, it can also have no unit.
  • the at least one reference value for the reference operating mode is selected from a motor speed, a delivery head, an intermediate circuit voltage, a motor current, an electrical power, an operating voltage, a volume flow, and/or a vibration function of the centrifugal pump.
  • the reference value can be provided with a tolerance.
  • the reference value can include a minimum value and/or a maximum value, in particular as a limit or threshold value. Experience has shown that very precise information about the functionality or condition can be obtained in this way.
  • the evaluation comprises measuring the at least one operating parameter, in particular with regard to a vibration amplitude, storing the at least one operating parameter in a database, and/or software-based data processing.
  • the operating parameter can thus be mathematically analyzed. This allows for highly repeatable findings to be obtained.
  • the following step is provided: determining the at least one reference value by analyzing the normal operating mode, wherein the at least one reference value is determined if the analysis shows that temporal changes in the at least one operating parameter in the normal operating mode lie within a predetermined range over a temporal duration, preferably wherein the range is up to 10% and/or the duration is up to 10 seconds, and/or a vibration spectrum or frequency spectrum of the at least one operating parameter in the normal operating mode is at least substantially reproducible, and/or temporal changes in the at least one operating parameter in the normal operating mode are at least substantially reproducible.
  • the reference value such that a substantially stationary state of the centrifugal pump exists.
  • the reference value is preferably determined in the normal operating mode and at the maximum speed level in order to achieve the best results.
  • the following step is provided: determining the at least one reference value by data processing and/or input, wherein the determination takes place before, during, and/or after operation in the normal operating mode.
  • the reference value of the reference operating mode is determined such that the centrifugal pump is operated below a minimum delivery head, is not operated in a pumping state, is operated in dry running, and/or is operated at the maximum speed level, in particular with a speed tolerance of ⁇ 10%.
  • the at least one reference value can also be determined or measured in the laboratory for several centrifugal pumps of a series.
  • the centrifugal pumps can enter the reference operating mode at defined times or triggered, whereby the at least one operating parameter can then be measured and then defined as the at least one reference value.
  • it is also possible to determine how large the scatter compared to the at least one reference value in the series is, for example by to provide a corresponding tolerance for the at least one reference value or the at least one operating parameter.
  • the tolerance may correspond to the variation, be lower or higher, or correspond to a multiple of the variation.
  • the following step is provided: triggering the centrifugal pump to be placed in the reference operating mode, wherein the triggering occurs in a time-controlled, event-controlled and/or by a trigger signal, in particular while the centrifugal pump is operating in the normal operating mode.
  • Triggering can occur, for example, every 24 hours. Triggering can occur, for example, when it is detected that the maximum speed level is already present in the normal operating mode; in this case, the speed level is then held for at least the predefined period of time. Triggering can also be triggered internally, for example by an internal algorithm of the centrifugal pump.
  • Triggering can also be triggered externally, preferably with the trigger signal being received by a device separate from the centrifugal pump, and preferably with the centrifugal pump sending the device a return signal regarding the presence of the reference operating mode.
  • the separate device may be a central computer that monitors and/or controls at least one, but usually several, centrifugal pumps.
  • the connection between the centrifugal pump or the centrifugal pump control system and a separate device can be wireless or wired.
  • a bus signal and/or a digital input can be provided for triggering.
  • a bus signal and/or a digital output can be provided for transmitting the return signal.
  • External CM systems such as those often provided by centrifugal pump users, can also advantageously access the reference operating mode.
  • a suitable reference operating mode can be selected, for example, containing speed levels that are closer to the normal operating mode.
  • the triggering can therefore be carried out in such a way that the reference operating mode, into which the centrifugal pump is placed, has the smallest difference from the previous normal operating mode with respect to the at least one operating parameter.
  • the at least If one operating parameter is regularly recorded at maximum speed at least one operating parameter can also be recorded at lower speeds, which are then closer to the selected speeds in normal operating mode. This can save energy and also provide more practical insights into the residual performance of the centrifugal pump.
  • the following step is provided: aborting the operation of the centrifugal pump in the reference operating mode if an abort criterion is received.
  • an abort criterion can be provided which can be received, for example, from the controller; the abort criterion is intended to ensure that the reference operating mode no longer exists.
  • the normal operating mode is to be restarted after or as a result of receiving the abort criterion. If the abort criterion has been received, the centrifugal pump can be switched off. If the abort criterion has been received, the step of operating the centrifugal pump in a compensation operating mode can be carried out alternatively or additionally.
  • the step of operating the centrifugal pump in the normal operating mode can be carried out alternatively or additionally.
  • the abort criterion can be the reaching, in particular exceeding or falling below, of a deviation threshold value by the at least one operating parameter.
  • the following step is provided: processing the at least one operating parameter to provide information on a deviation in a delivery volume delivered by the centrifugal pump and/or a pressure generated by the centrifugal pump, wherein the deviation occurred due to operation in the reference operating mode.
  • the deviation occurred due to operation in the reference operating mode.
  • information is preferably provided on how much fluid was delivered in excess in order to have a basis for deciding whether the deviation should be corrected.
  • operation of the centrifugal pump in a/the compensation operating mode is provided to compensate for the deviation, preferably by temporarily adjusting—for example, reducing or increasing—the speed of a/the motor, a delivery head, an intermediate circuit voltage, a motor current, an electrical power, an operating voltage, and/or a volume flow.
  • operation of the centrifugal pump in the compensation operating mode can be provided in such a way that the deviations are at least substantially compensated for on average over time.
  • the centrifugal pump typically does not control according to the control task otherwise desired by the customer, which is regularly specified in the normal operating mode.
  • the resulting deviation should be identified and compensated using the compensation operating mode.
  • the following approaches are particularly suitable for this purpose.
  • the centrifugal pump's task is to keep the flow rate constant.
  • the centrifugal pump can accumulate a flow rate deviation and temporarily increase and/or decrease the target flow rate upon or after leaving the reference operating mode, so that the desired flow rate is delivered on average over the entire period.
  • the centrifugal pump's task is to maintain a constant differential pressure.
  • the centrifugal pump can accumulate the differential deviation and, after leaving the reference operating mode, temporarily increase and/or decrease the target flow rate so that the desired differential pressure is maintained on average over the entire period.
  • the centrifugal pump In the event of a termination of the reference state, it is the task of the centrifugal pump, in particular by means of an internal control function of the centrifugal pump, to determine the actual speed level to be set based on the measured data or the at least one operating parameter and a setpoint value. If a resulting deviation from the reference operating mode exceeds a specified value (or reaches If the integral of this deviation exceeds a specified value, the reference operating mode is exited and the centrifugal pump returns to normal operating mode. It is then optionally possible to return to the reference operating mode at a later time.
  • centrifugal pump has a controller configured to carry out the method described herein.
  • the controller may be configured to be programmed specifically to implement the method. Therefore, not just any centrifugal pump with a programmable controller can be considered the centrifugal pump proposed here; rather, appropriate programming must also be provided or implemented.
  • Fig. 1 and Fig. 2 each show a centrifugal pump 1 with a motor, an impeller driven by the motor for conveying a fluid, and a control system.
  • the control system is designed to carry out a method according to the invention which enables advantageous monitoring of the centrifugal pump 1.
  • a cloud 2 is shown, which is intended in particular for evaluation 40 and triggering 15.
  • FIG. 1 A method for monitoring the functionality and/or condition of a centrifugal pump is shown.
  • Reference numerals 10, 15, 20, 50, 60, 70 represent essentially chronologically executed steps or milestones and/or trigger points of the method.
  • the method begins, for example, in step 10 with operation of the centrifugal pump 1 in a normal operating state, for example, where a fluid is pumped in a controlled manner according to customer requirements.
  • Step 15 will regularly trigger a trigger.
  • Triggering 15 places the centrifugal pump 1 in a reference operating mode, which is then present in step 20.
  • Triggering 15 is time-controlled, specifically during operation 10 of the centrifugal pump 1 in the normal operating mode.
  • step 10 regularly occurs by increasing the speed level to maximum speed, so that the motor operates at the technically intended highest speed. This usually takes a short moment, e.g., less than 10 seconds. If the maximum speed level is already present in step 10, the transition essentially takes place instantly.
  • the trigger signal in step 15 can optionally be received by a device separate from the centrifugal pump 1, whereby the centrifugal pump 1 can send a feedback signal to the device indicating the presence of the reference operating mode.
  • triggering 15 can also occur time-based, for example, every 24 hours.
  • the trigger 15 is with regard to Fig. 2 This is optionally realized by Cloud 2 initiating the triggering 15 via a trigger signal.
  • the return signal can then be sent from centrifugal pump 1 back to Cloud 2.
  • the triggering 15 is regularly carried out in such a way that the selected reference operating mode, into which the centrifugal pump 1 is placed, has the smallest difference to the previous normal operating mode 10 with respect to an operating parameter.
  • the reference operating mode is maintained for a period of 10 to 180 seconds.
  • centrifugal pump 1 is operated at a maximum speed level or maximum speed for a predefined period of time.
  • the predefined period is exactly ten seconds or 10 s.
  • centrifugal pump 1 Before and after the predefined period, while still in reference operating mode, centrifugal pump 1 is operated for further predefined periods at lower speed levels that are close to the normal operating mode.
  • a first predefined period lasting 10 s, provides for a speed of 50% of the maximum speed level as the first additional speed level at which centrifugal pump 1 is to be operated.
  • a second predefined period lasting 5 s, provides for a speed of 25% of the maximum speed level as the second additional speed level.
  • step 22 additional monitoring of compliance with the reference operating mode during operation 20 of the centrifugal pump 1 in the reference operating mode is carried out, specifically threshold-based and/or by analyzing a frequency spectrum or vibration spectrum of the at least one operating parameter.
  • step 30 is provided.
  • at least one operating parameter of the centrifugal pump 1 is recorded.
  • the centrifugal pump 1 is operated at the maximum speed level or at the maximum speed for at least the predefined period of time.
  • the at least one operating parameter in the present case is an oscillation function, in particular containing an acceleration of the centrifugal pump 1, and additionally a volume flow.
  • the at least one operating parameter can be evaluated in step 40, in particular still during operation 20.
  • the evaluation 40 is provided for obtaining information about the functionality and/or the state of the centrifugal pump 1.
  • the evaluation 40 takes place within the centrifugal pump 1 or by means of the control system assigned to the centrifugal pump 1.
  • the at least one operating parameter is recorded in the form of a data excerpt from the maximum speed level, wherein the data excerpt covers only the last two seconds within the predefined period.
  • the oscillation function is recorded or viewed only in the ninth and tenth seconds of the predefined period, which here is 10 seconds.
  • Fig. 2 It should be noted that this is essentially an identical procedure as in Fig. 1 is carried out. Deviating from Fig. 1 is in Fig. 2 However, it is intended that the evaluation 40 is carried out in the previously mentioned Cloud 2, i.e., away from the centrifugal pump 1. For this purpose, at least one operating parameter is transmitted to Cloud 2, for example wirelessly or wired. For this purpose, the arrow from 30 to 40 is shown as a dashed line.
  • the evaluation 40 comprises a threshold-based comparison 42 of the at least one operating parameter with at least one reference value for the reference operating mode.
  • the at least one reference value comprises, by way of example—like the at least one operating parameter—a vibration function of the centrifugal pump 1 and a volume flow of the centrifugal pump 1.
  • a comparison can be made as to whether the volume flow in the reference operating mode corresponds to the volume flow of the reference value or to what extent the volume flow in the reference operating mode deviates from it.
  • an interruption 50 of the operation 20 of the centrifugal pump 1 in the reference operating mode is provided, in particular when an interruption criterion is received.
  • the centrifugal pump 1 can be switched off as needed.
  • an operation 60 of the centrifugal pump 1 in a compensation operating mode is provided, or a switching of the centrifugal pump 1 into the compensation operating mode is provided.
  • an operation 70 in the normal operating mode is provided again, which is essentially equivalent to operation 10 and thus closes the chronological cycle.
  • the step 70 of operating the centrifugal pump 1 in the normal operating mode can also be carried out directly, without step 60.
  • the termination criterion in this case is the reaching of a deviation threshold value by the at least one operating parameter by considering whether an integral of the volume flow exceeds a threshold value.
  • a step 48 processing of the at least one operating parameter is provided in this case to provide information on a deviation in a delivery volume pumped by the centrifugal pump 1 and/or a pressure generated by the centrifugal pump 1.
  • the deviation occurred due to operation 20 in the reference operating mode.
  • the deviation can be used, if necessary, in step 60 or operation 60, which is why a dashed arrow leads from 48 to 60 here.
  • operation 60 of the centrifugal pump 1 in the compensation operating mode is provided to compensate for the deviation, for example by operating the centrifugal pump 1 in such a way that the deviations are balanced out on average over time.
  • the method also includes steps 12 and 14.
  • step 12 Determine, the previously mentioned at least one reference is determined. This can be done by analyzing the normal operating mode, wherein the at least one reference indication is determined if the analysis shows that temporal changes of the at least one operating parameter in the normal operating mode over a temporal duration are within a predetermined range, and/or that a vibration spectrum or frequency spectrum of the at least one operating parameter in the normal operating mode is at least substantially reproducible, and/or that temporal changes of the at least one operating parameter in the normal operating mode are at least substantially reproducible.
  • step 14 the at least one reference value is determined by data processing and/or input. Determining 14 can occur before, during, and/or after operation 10, 70 in the normal operating mode.
  • the reference value is determined, in particular, such that the centrifugal pump 1 is operated below a minimum delivery head, is not operated in a pumping state, is operated in dry running, and/or is operated at the maximum speed level, in particular with a speed tolerance of ⁇ 10%.

Landscapes

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

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen einer Funktionalität und/oder eines Zustands einer Kreiselpumpe (1), mit den Schritten:
während eines Betreibens (20) der Kreiselpumpe (1) in einem Referenz-Betriebsmodus, Erfassen (30) wenigstens eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe (1),
Auswerten (40) des wenigstens einen Betriebsparameters zum Erhalten von Informationen über die Funktionalität und/oder den Zustand der Kreiselpumpe (1), und
Betreiben (10, 70) der Kreiselpumpe (1) in einem Normal-Betriebsmodus zeitlich vor und/oder nach dem Betreiben (20) der Kreiselpumpe (1) in dem Referenz-Betriebsmodus, wobei
die Kreiselpumpe (1) im Referenz-Betriebsmodus wenigstens für einen vordefinierten Zeitraum mit einer maximalen Drehzahlstufe betrieben wird.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Kreiselpumpe. Die Erfindung betrifft ferner eine Kreiselpumpe.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Kreiselpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen zur Förderung eines Fluids mittels einer Drehbewegung eines in der Kreiselpumpe vorgesehenen Laufrads. Das Laufrad wird mittels einer Rotorwelle durch einen Motor der Kreiselpumpe angetrieben. Gesteuert werden derartige Kreiselpumpen durch eine Steuerung.
  • Eine solche Kreiselpumpe zu überwachen ist in der Praxis essenziell, um sicherzustellen, dass die von der Kreiselpumpe geforderte Leistung erreicht wird. Es wird nach Lösungen gesucht, um das Überwachen der Kreiselpumpe zu verbessern.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Lösungen anzugeben, mit denen eine Kreiselpumpe kostengünstig und mit möglichst geringen Ausfallzeiten überwacht werden kann. Insbesondere sollen Lösungen angegeben werden, mit denen Nachteile des Standes der Technik vermieden oder aber zumindest im Wesentlichen reduziert werden können.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegeben.
  • Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Überwachen einer Funktionalität und/oder eines Zustands einer Kreiselpumpe. Das Verfahren weist vorschlagsgemäß folgende Schritte auf:
    • während eines Betreibens der Kreiselpumpe in einem Referenz-Betriebsmodus, Erfassen wenigstens eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe,
    • Auswerten des wenigstens einen Betriebsparameters zum Erhalten von Informationen über die Funktionalität und/oder den Zustand der Kreiselpumpe, und
    • Betreiben der Kreiselpumpe in einem Normal-Betriebsmodus zeitlich vor und/oder nach dem Betreiben der Kreiselpumpe in dem Referenz-Betriebsmodus, wobei
    • die Kreiselpumpe im Referenz-Betriebsmodus wenigstens für einen vordefinierten Zeitraum mit einer maximalen Drehzahlstufe betrieben wird.
  • In anderen Worten wird insbesondere ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Kreiselpumpe in einen Überwachungszustand versetzt wird, indem für einen gewissen Zeitraum, insbesondere vorübergehend, eine maximale Drehzahl der Kreiselpumpe angefahren wird, und zwar nachdem und/oder bevor die Kreiselpumpe im Normalzustand betrieben wurde/wird. Während der Überwachungszustand vorliegt, wird einer oder es werden mehrere sogenannte Betriebsparameter der Kreiselpumpe erfasst, wobei natürlich regelmäßig die maximale Drehzahl vorliegen wird. Der oder die Betriebsparameter werden ausgewertet und geben Auskunft über den Zustand bzw. die Funktionalität bzw. (Rest-) Leistungsfähigkeit der Kreiselpumpe. Da man normalerweise weiß, welche Leistungsfähigkeit die Kreiselpumpe bei maximaler Drehzahl bzw. Volllast erreichen dürfte, lässt ein Betriebsparameter, der bei der maximalen Drehzahl erfasst wurde, diese Auskunft zu. Insbesondere dauert der vordefinierte Zeitraum hier im Vergleich zur Lebensdauer der Kreiselpumpe oder im Vergleich zur Anfahrzeit der Kreiselpumpe nicht lange, beispielsweise weniger als eine Minute, so dass diese Auskunft zügig erhalten werden kann und der Normalzustand nur ganz kurz unterbrochen werden muss bzw. nicht vorliegt.
  • Ein wesentlicher Punkt der vorgeschlagenen Lösung liegt darin, dass mit nur geringem Zeitaufwand die Funktionalität bzw. der Zustand der Kreiselpumpe überwacht werden kann. Es muss kein Stillstand der Kreiselpumpe hervorgerufen werden, so dass kein Rückstand an Fördervorlumen aufkommen muss. Überdies wird sogar zumeist erreicht, dass die Kreiselpumpe hinsichtlich des Fördervolumens einen Vorsprung gegenüber dem Soll erzeugt, der leicht wieder ausgeglichen werden kann, so dass regelmäßig sogar von keinem Zeitverlust trotz Überwachung der Kreiselpumpe - bei faktisch durchgeführter Leistungsprüfung - gesprochen werden kann.
  • Überdies ist vorteilhaft an der Lösung, dass bei heutiger Steuerungstechnik eine vereinfachte Nachrüstung von bestehenden Kreiselpumpen mit der erfindungsgemäßen Lösung erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist nämlich regelmäßig rein steuerungsmäßig in die Praxis umsetzbar, so dass zumeist lediglich eine Programmierung der Steuerung der Kreiselpumpe erforderlich sein wird.
  • Als Kreiselpumpe wird im Allgemeinen eine Strömungsmaschine bezeichnet, die eine Drehbewegung und dynamische Kräfte zur Förderung überwiegend von Flüssigkeiten als Fluid nutzt. Neben einer tangentialen Beschleunigung des Fluids, auch Medium genannt, wird in radialer Strömung auftretende Fliehkraft zur Förderung genutzt, so dass Kreiselpumpen ebenso als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden. In einem regulären Betrieb der Kreiselpumpe ist ein Gehäuse des Motors bevorzugt oberhalb eines Pumpengehäuses angeordnet, in welchem ein von dem Motor über die Rotorwelle angetriebenes Laufrad zum Fördern des Fluid vorgesehen ist, wobei das Gehäuse des Motors mit dem Pumpengehäuse ortsfest verbunden und/oder einteilig gestaltet sein kann. Das Fluid umfasst bevorzugt Wasser oder ein sonstiges flüssiges Medium wie beispielsweise Abwasser. Bevorzugt ist das Gehäuse des Motors aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, und/oder das Pumpengehäuse aus Kunststoff gestaltet. Typischerweise weist die Kreiselpumpe einen Motor, ein von dem Motor antreibbares Laufrad zum Fördern eines Fluids und eine Steuerung auf, welche zum Steuern des Motors eingerichtet ist. Die Kreiselpumpe kann einen Frequenzumrichter aufweisen. Es kann auch eine Kreiselpumpe ohne Frequenzumrichter vorgesehen sein, also eine frequenzumrichterfreie Kreiselpumpe.
  • Die Steuerung, auch Steuerungsreinrichtung genannt, umfasst bevorzugt einen Mikrocontroller, einen Mikroprozessor, einen integrierten Schaltkreis oder dergleichen als elektronische Bauelement, mittels derer der Motor der Kreiselpumpe steuerbar ist, beispielsweise aufgrund eines vorgegebenen und/oder einstellbaren Programms und/oder aufgrund von Eingangsinformationen, wie Sensoren. Die Steuerung ist insbesondere programmierbar. Die Steuerung kann die Kreiselpumpe zwischen dem Normal-Betriebsmodus und dem Referenz-Betriebsmodus schalten. Die Steuerung kann den Betrieb im jeweiligen Betriebsmodus steuern.
  • Unter einem Betriebsmodus, insbesondere Normal-Betriebsmodus bzw. Referenz-Betriebsmodus, ist insbesondere ein Status der Kreiselpumpe zu verstehen.
  • Im Betrieb der Kreiselpumpe, insbesondere in einem Betriebsmodus der Kreiselpumpe, also beispielsweise im Normal-Betriebsmodus und/oder im Referenz-Betriebsmodus, wird ein Fluid gefördert. Das Verfahren bezieht sich typischerweise auf den Betrieb der Kreiselpumpe. Es kann aber auch sein, dass die Kreiselpumpe im Normal-Betriebsmodus und/oder im Referenz-Betriebsmodus kein Fluid fördert bzw. trocken läuft. Auch das kann vorteilhaft sein, um zu überwachen bzw. um Informationen zu erhalten.
  • Unter einem Betriebsparameter ist regelmäßig eine gemessene Größe bzw. Kennzahl zu verstehen, die sich insbesondere auf den Betrieb der Kreiselpumpe bezieht. In einem einfachen Fall bezieht sich der Betriebsparameter beispielsweise auf die momentane Förderleistung der Kreiselpumpe. Der Betriebsparameter kann beispielsweise Messdaten, ein Signal und/oder einen Wert umfassen. Der Betriebsparameter kann eine physikalische bzw. dimensionsbehaftete Kennzahl darstellen, sich auf physikalische Größen beziehen und/oder eine dimensionslose Kennzahl sein. Das Erfassen des Betriebsparameters kann beispielsweise mit einer/der Steuerung und/oder einem Sensor geschehen. Das Erfassen kann auch durch Ablesen von einer Messuhr bzw. einem Messgerät erfolgen.
  • Der Betriebsparameter kann ausgewählt sein aus einer Drehzahl bzw. einer Drehzahl eines Motors der Kreiselpumpe, einer Förderhöhe, einer Zwischenkreisspannung, einem Motorstrom, einer elektrischen Leistung, einer Betriebsspannung, einem Volumenstrom und/oder einer Schwingungsfunktion der Kreiselpumpe. Zur allgemein bekannten Regelung der Kreiselpumpe kann/können die Zwischenkreisspannung und/oder ein Motorstrom oder die Motorströme und/oder die elektrische Leistung/Leistungsaufnahme der Kreiselpumpe und/oder die Betriebsspannung ohnehin bereits vorliegen bzw. messtechnisch erfasst sein, so dass hierauf sinnvoll zur Überwachung zurückgegriffen werden kann. Auch der geförderte Volumenstrom kann bekannt sein, weil er für den Betrieb der Kreiselpumpe angezeigt werden kann. Die Schwingungsfunktion kann an verschiedenen Stellen der Kreiselpumpe erfasst werden, beispielsweise bezüglich elektrischer Signale/Größen oder bezüglich mechanischer Signale/Größen, z.B. mittels der Kreiselpumpe zugeordnetem Sensor, z.B. Beschleunigungsmesser oder dergleichen. Die Schwingungsfunktion ist regelmäßig eine zeitbezogene Funktion einer Beschleunigung. Auch Stromverlauf und/oder Spannungsverlauf kann/können als zeitbezogene Funktionen erfasst werden, um als wenigstens einer Betriebsparameter herangezogen zu werden.
  • Das Auswerten betrifft typischerweise das manuelle und/oder computergestützte Verarbeiten des Betriebsparameters. Beispielsweise wird ein Signal geglättet und/oder umgerechnet. Beispielsweise wird der Betriebsparameter mit einer Referenz bzw. Referenzangabe verglichen. So können Aussagen zu der Funktionalität bzw. dem Zustand getroffen werden.
  • Beim Auswerten wird beispielsweise bewertet, ob der wenigstens eine Betriebsparameter innerhalb eines zulässigen Wertebereichs liegt. Der zulässige Wertebereich kann vordefiniert sein oder anhand von initialen Messungen z.B. anhand einer Streuung ermittelt werden. Es kann ein Schwingungsspektrum bzw. Frequenzspektrum mit einem zuvor bestimmten Referenzzustand bzw. einer Referenzangabe verglichen werden. Hierbei können beispielsweise je Frequenz die Amplituden vergleichen und die Abweichung ermittelt und aufsummiert werden. Insbesondere kann spezifisch überprüft werden, ob in dem gemessenen Spektrum bei ausgewählten Frequenzen sich die Amplituden unterscheiden. Beispiel: Analysiert wird das Amplitudenverhältnis der Schwingung bei der Drehfrequenz zur ersten Harmonischen. Ist das Amplitudenverhältnis der aktuellen Messung um 10% größer als bei der Referenzmessung, so deutet das auf eine Unwucht hin. Alternativ oder ergänzend kann auch mittels Prinzipien künstlicher Intelligenz (KI) bzw. mittels KI-Verfahren ausgewertet werden. Eine Vielzahl von Referenzmessungen bzw. Referenzangaben, beispielsweise erhalten im Normal-Betriebsmodus, bilden vorteilhaft einen "Gut"-Cluster. Es wird dann im Referenz-Betriebszustand überprüft, ob die aktuelle Messung, also der wenigstens eine Betriebsparameter, innerhalb dieses Clusters liegt.
  • Die Funktionalität und/oder der Zustand beziehen sich regelmäßig auf die (Rest-) Leistungsfähigkeit der Kreiselpumpe. Beispielsweise wird als die Information über die Funktionalität und/oder den Zustand quantifiziert, ob bzw. inwiefern die Kreiselpumpe noch die gewünschte Leistungsfähigkeit erreicht.
  • Insbesondere fällt der vordefinierte Zeitraum in den Zeitraum des Betreibens in dem Referenz-Betriebsmodus. Anders gesagt ist der vordefinierte Zeitraum die kleinstmögliche Dauer, für die der Referenz-Betriebsmodus vorliegen kann. Es ist denkbar, dass der Referenz-Betriebsmodus vorliegt, und dass die Kreiselpumpe eine Förderleistung erbringt, die der Förderleistung im Normal-Betriebszustand entspricht. Die Kreiselpumpe muss im Referenz-Betriebsmodus nicht dauerhaft mit der maximalen Drehzahlstufe betrieben werden. Es ist aber vorgesehen, dass zumindest für die Dauer des vordefinierten Zeitraums die maximale Drehzahlstufe angefahren wird, und dass währenddessen der Referenz-Betriebsmodus vorliegt, vorzugsweise auch unmittelbar nachdem und/oder bevor der vordefinierte Zeitraum durchlaufen worden ist/wird. Es kann vorgesehen sein, dass im Referenz-Betriebsmodus der vordefinierte Zeitraum die Dauer vorbestimmt, für die höchstens die maximale Drehzahlstufe vorliegen darf, so dass davor und danach eine niedrigere bzw. weitere Drehzahlstufe vorliegen sollen.
  • Unter einer Drehzahlstufe ist eine Drehzahl der Kreiselpumpe in Umdrehungen pro Zeiteinheit zu verstehen, beispielsweise Umdrehungen pro Minute. Die maximale Drehzahlstufe betrifft die technisch vorgesehene Höchstdrehzahl bzw. höchste Nenndrehzahl der Kreiselpumpe, beispielsweise wie sie in aller Regel im Handbuch und/oder auf einem Typenschild eingetragen ist. Wenn Drehzahlstufen zueinander unterschiedlich sind, heißt das, dass die Drehzahlen der Drehzahlstufen (verglichen in identischer Einheit, z.B: U/min) unterschiedlich sind. Wenn von zwei Drehzahlstufen die Rede ist, ist typischerweise davon auszugehen, dass die Drehzahlstufen eine unterschiedliche Drehzahl aufweisen.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung wird das Betreiben der Kreiselpumpe in dem Referenz-Betriebsmodus für eine Zeitdauer von wenigstens und/oder höchstens 10, 30, 60 oder 180 Sekunden durchgeführt. Der Referenz-Betriebsmodus soll für mehr oder weniger als 10, 30, 60 oder 180 Sekunden anhalten. Beispielsweise wird der Referenz-Betriebsmodus für genau eine Minute aufrecht erhalten. Währenddessen kann dann die maximale Drehzahlstufe angefahren werden. So wird sichergestellt, dass der Referenz-Betriebsmodus lange genug, aber nicht zu lange, vorliegt, um die Funktionalität bzw. den Zustand zu überwachen. Insbesondere wird so sichergestellt, dass der Betriebsparameter zuverlässige Auskunft ermöglicht, und dass die Kreiselpumpe nicht zu sehr beansprucht wird.
  • Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung wird die Kreiselpumpe im Referenz-Betriebsmodus für wenigstens einen weiteren vordefinierten Zeitraum mit wenigstens einer weiteren Drehzahlstufe betrieben. Anders gesagt werden im Referenz-Betriebsmodus wenigstens zwei Drehzahlstufen angefahren, wobei eine davon, insbesondere genau eine davon, die Maximaldrehzahl der Kreiselpumpe betrifft. Beispielsweise kann die Kreiselpumpe damit allmählich auf Maximaldrehzahl gebracht werden bzw. vorsichtig von der Maximaldrehzahl weggeführt werden. Insbesondere wird die Kreiselpumpe nach oder vor dem Betrieb mit der maximalen Drehzahlstufe, oder nach und vor dem Betrieb mit der Maximalen Drehzahlstufe, mit einer niedrigeren Drehzahlstufe betrieben. So wird sichergestellt, dass der Betriebsparameter möglichst wiederholgenau erfassbar wird und ebenso dass die Kreiselpumpe möglichst schonend beansprucht wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung beträgt der vordefinierte Zeitraum 1 bis zu 20 Sekunden, vorzugsweise 5 bis zu 15 Sekunden, insbesondere 10±5 Sekunden oder 10±2 Sekunden. Es hat sich hier herausgestellt, dass mit einem solchen Zeitraum sehr zuverlässige Ergebnisse erzielt werden, ohne dass der Normalbetrieb großartig gestört wird.
  • Denkbar ist es, dass die die Kreiselpumpe im Referenz-Betriebsmodus und vor und/oder nach dem vordefinierten Zeitraum (bei maximaler Drehzahlstufe) mit wenigstens einer weiteren Drehzahlstufe für einen weiteren vordefinierten Zeitraum betrieben wird. Insoweit kommt eine oder es kommen mehrere weitere Drehzahlstufen zur maximalen Drehzahlstufe hinzu, wenn der Referenz-Betriebsmodus vorliegt. Die weitere Drehzahlstufe (bzw. die mehreren davon) sind natürlich zeitlich vor oder nach dem vordefinierten Zeitraum als einen weiteren vordefinierter Zeitraum vorzusehen. Insbesondere ergeben alle vordefinierten Zeiträume aufsummiert die Gesamtdauer bzw. die vorbeschriebene Zeitdauer des Referenz-Betriebsmodus von z.B. 10, 15, 20, 25, 30 oder eine andere Zahl Sekunden.
  • Optional ist ein erster weiterer vordefinierter Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 10% bis zu 40%, insbesondere 25%, der maximalen Drehzahlstufe als eine erste weitere Drehzahlstufe vorgesehen. Anders gesagt kann die erste weitere Drehzahlstufe exemplarisch eine Drehzahl der Kreiselpumpe vorgeben, die betragsmäßig ein Zehntel bis zu vier Zehnteln, insbesondere ein Viertel bzw. 25%, von der maximal möglichen Drehzahl der Kreiselpumpe ausmacht.
  • Optional ist ein zweiter weiterer vordefinierter Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 30% bis zu 70%, insbesondere 50%, der maximalen Drehzahlstufe als eine zweite weitere Drehzahlstufe vorgesehen.
  • Optional ist ein dritter weiterer vordefinierter Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 50% bis zu 100%, insbesondere 75%, der maximalen Drehzahlstufe als eine dritte weitere Drehzahlstufe vorgesehen.
  • Optional ist ein vierter weiterer vordefinierter Zeitraum von 5±3 s mit einer Drehzahl entsprechend 10% bis zu 40%, insbesondere 25%, der maximalen Drehzahlstufe als eine vierte weitere Drehzahlstufe vorgesehen.
  • Die Benennungen "erster", "zweiter", "dritter", "vierter", etc. sind insbesondere als Eigennamen zu verstehen. Eine Reihenfolge kann, muss aber nicht, impliziert sein. Die Eigennamen können beliebig vertauscht werden.
  • In einem weiteren vordefinierten Zeitraum soll die Kreiselpumpe also definiert langsamer als im vordefinierten Zeitraum laufen, um allmählich zum vordefinierten Zeitraum mit maximaler Drehzahlstufe zu gelangen. Das ist vorteilhaft, um rasch einen Zustand bei maximaler Drehzahlstufe zu erreichen, der so sehr wiederholgenau und mit minimalem Zeitverlust angefahren wird. Auch wird das Verlassen des vordefinierten Zeitraums bzw. letztlich des Referenz-Betriebszustands damit vorteilhaft derart angepasst, dass in der Praxis möglichst wenige Störungseffekte auftreten.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Auswerten ein insbesondere schwellwertbasiertes Vergleichen des wenigstens einen Betriebsparameters mit wenigstens einer Referenzangabe für den Referenz-Betriebsmodus umfasst. Es kann also vorgesehen sein, dass der Betriebsparameter dahingehend untersucht wird, ob Schwellwerte über- oder unterschritten werden. Beispielsweise können als Schwellwerte ein Höchst- und ein Mindestwert des Betriebsparameters vorgesehen sein, wobei ein Überschreiten des Höchstwertes bzw. ein Unterschreiten des Mindestwertes beim Auswerten erkannt werden und als nützliche Informationen über die Funktionalität bzw. den Zustand erkannt und abgespeichert werden können. Beispielsweise kann die tatsächliche Förderleistung als Betriebsparameter, wenn sie eine erwartete minimale Förderleistung als Referenzangabe unterschreitet, implizieren, dass die Kreiselpumpe verstopft ist. Schwellwertbasiert meint hier insbesondere, dass ein Über- oder Unterschreiten von Grenzen betrachtet wird. Die Referenzangabe hat regelmäßig dieselbe Einheit wie der Betriebsparameter, also beispielsweise auch keine Einheit.
  • Das Auswerten kann cloudbasiert und/oder mittels einer der Kreiselpumpe zugeordneten Steuerung durchgeführt werden. Cloudbasiert meint dabei, dass das Auswerten entfernt von der Kreiselpumpe auf einem Server ausgeführt werden kann. Die Steuerung kann lokal an der Kreiselpumpe angeordnet sein bzw. physisch an der Kreiselpumpe vorgesehen sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird zum Einsparen von Datenvolumen der wenigstens eine Betriebsparameter in Form eines Datenausschnitts bei einer jeweiligen Drehzahlstufe, insbesondere bei der maximalen Drehzahlstufe, erfasst. Der Datenausschnitt bezieht sich insbesondere auf einen Zeitraum, der kleiner ist als ein/der vordefinierte(r) Zeitraum. Der Datenausschnitt liegt insbesondere inmitten und/oder am Ende eines/des vordefinierten Zeitraums. Der Datenausschnitt umfasst besonders bevorzugt zumindest eine letzte und/oder vorletzte Sekunde in einem vordefinierten Zeitraum, insbesondere dem vordefinierten Zeitraum mit der maximalen Drehzahl stufe. Damit wird möglichst wenig Rechenleistung benötigt und Energie und ebenfalls Speicherplatz werden eingespart. Optional kann auch der personelle Aufwand sinken.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die wenigstens eine Referenzangabe für den Referenz-Betriebsmodus ausgewählt aus einer Drehzahl eines Motors, einer Förderhöhe, einer Zwischenkreisspannung, einem Motorstrom, einer elektrischen Leistung, einer Betriebsspannung, einem Volumenstrom und/oder einer Schwingungsfunktion der Kreiselpumpe. Die Referenzangabe kann mit einer Toleranz versehen sein. Die Referenzangabe kann einen Mindestwert und/oder einen Höchstwert insbesondere als Grenze bzw. Schwellwert umfassen. Erfahrungsgemäß können so sehr genaue Erkenntnisse über die Funktionalität oder den Zustand erhalten werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Überwachen eines Einhaltens des Referenz-Betriebsmodus während des Betreibens der Kreiselpumpe in dem Referenz-Betriebsmodus, insbesondere schwellwertbasiert und/oder durch ein Analysieren eines Frequenzspektrums bzw. Schwingungsspektrums des wenigstens einen Betriebsparameters. Anders gesagt kann nicht nur der Referenz-Betriebsmodus aktiviert bzw. angefahren werden, es kann auch geprüft werden, ob beispielsweise die angeforderte Drehzahlstufe (z.B. maximale Drehzahlstufe) erreicht wird. Insbesondere kann die Kreiselpumpe während des Betreibens die Einhaltung eines Betriebsmodus, insbesondere des Referenz-Betriebsmodus, überwachen. Beispielsweise kann für den Referenz-Betriebsmodus überwacht werden, ob z.B. aufgrund von Änderungen im Fluidsystem mit der Kreiselpumpe sich der Volumenstrom bzw. die Förderleistung signifikant ändert. Sollte dies der Fall sein, werden die Messdaten bzw. der wenigstens eine Betriebsparameter nicht zur weiteren Analyse bzw. zum Auswerten genutzt. So wird die Zuverlässigkeit gesteigert.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Auswerten ein Vermessen des wenigstens einen Betriebsparameters, insbesondere hinsichtlich einer Schwingungsamplitude, ein Abspeichern des wenigstens einen Betriebsparameters in einer Datenbank und/oder eine softwarebasierte Datenverarbeitung. Der Betriebsparameter kann also mathematisch analysiert werden. So können sehr wiederholgenaue Erkenntnisse geschaffen werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Festlegen der wenigstens einen Referenzangabe durch eine Analyse des Normal-Betriebsmodus, wobei die wenigstens eine Referenzangabe festgelegt wird, wenn die Analyse ergibt, dass zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus über eine zeitliche Dauer innerhalb einer vorgegebenen Spanne liegen, vorzugsweise wobei die Spanne bis zu 10 % und/oder die Dauer bis zu 10 Sekunden beträgt, und/oder ein Schwingungsspektrum bzw. Frequenzspektrums von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar ist, und/oder zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar sind. Anders gesagt wird hiermit beispielsweise vorgeschlagen, die Referenzangabe damit festzulegen, dass ein im Wesentlichen stationärer Zustand der Kreiselpumpe vorliegt. Bevorzugt wird die Referenzangabe im Normal-Betriebsmodus und bei maximaler Drehzahlstufe festgelegt, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Festlegen der wenigstens einen Referenzangabe durch eine Datenverarbeitung und/oder eine Eingabe, wobei das Festlegen vor, während und/oder nach dem Betreiben in dem Normal-Betriebsmodus erfolgt. Vorzugsweise wird die Referenzangabe des Referenz-Betriebsmodus derart festgelegt, dass die Kreiselpumpe unterhalb einer Mindestförderhöhe betrieben wird, nicht fördernd betrieben wird, im Trockenlauf betrieben wird und/oder mit der maximalen Drehzahlstufe, insbesondere mit einer Drehzahl-Toleranz von ±10%, betrieben wird.
  • Die wenigstens eine Referenzangabe können auch im Labor für mehrere Kreiselpumpen einer Baureihe festgelegt bzw. gemessen werden. Beispielsweise können die Kreiselpumpen zu definierten Zeitpunkten oder getriggert bzw. ausgelöst den Referenz-Betriebsmodus anfahren, wobei dann der wenigstens eine Betriebsparameter gemessen werden kann und dann als die wenigstens eine Referenzangabe festgelegt werden kann. Wenn mehrere Kreiselpumpen verwendet werden, kann so auch bestimmt werden, wie groß die Streuung gegenüber der wenigstens einen Referenzangabe in der Baureihe ausfällt, beispielsweise um bei der wenigstens einen Referenzangabe bzw. dem wenigstens einen Betriebsparameter eine entsprechende Toleranz vorzusehen. Die Toleranz kann der Streuung entsprechen, geringer oder höher sein, oder einem Vielfachen von der Streuung entsprechen.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Auslösen, dass die Kreiselpumpe in den Referenz-Betriebsmodus versetzt wird, wobei das Auslösen zeitgesteuert, ereignisgesteuert und/oder durch ein Auslösesignal erfolgt, insbesondere während des Betreibens der Kreiselpumpe in dem Normal-Betriebsmodus. Das Auslösen kann beispielsweise alle 24 Stunden stattfinden. Das Auslösen kann dann erfolgen, wenn beispielsweise erkannt wird, dass im Normal-Betriebsmodus bereits die maximale Drehzahlstufe vorliegt, hier wird dann sozusagen die Drehzahlstufe für zumindest den vordefinierten Zeitraum festgehalten. Das Auslösen kann auch intern getriggert sein, beispielsweise von einem internen Algorithmus der Kreiselpumpe. Das Auslösen kann auch extern getriggert sein, vorzugsweise wobei das Auslösesignal von einer von der Kreiselpumpe separaten Einrichtung empfangen wird, und vorzugsweise wobei die Kreiselpumpe der Einrichtung ein Rücksignal über das Vorliegen des Referenz-Betriebsmodus übersendet. Die separate Einrichtung mag ein Zentralcomputer sein, der zumindest eine, meistens aber mehrere, Kreiselpumpe überwacht und/oder steuert. Die Verbindung zwischen Kreiselpumpe bzw. Steuerung der Kreiselpumpe und separater Einrichtung kann kabellos oder kabelgebunden vorliegen. Es kann ein BUS-Signal und/oder ein digitaler Eingang vorgesehen sein, um auszulösen. Es kann ein BUS-Signal und/oder ein digitaler Ausgang vorgesehen sein, um das Rücksignal zu übersenden. Auch externe CM-Systeme, wie sie oft bei Anwendern der Kreiselpumpe vorgesehen sind, beispielsweise Content-Management-System, können so auf den Referenz-Betriebsmodus vorteilhaft zurückgreifen.
  • Bevorzugt sind mehrere unterschiedliche Referenz-Betriebsmodi vorgesehen, um Informationen zum Zustand der Kreiselpumpe bei verschiedenen Pumpleistungen bereitstellen zu können. So kann ein passender Referenz-Betriebsmodus ausgewählt werden, beispielsweise enthaltend Drehzahlstufen, die näher am Normal-Betriebsmodus gelegen sind. Das Auslösen kann also derart erfolgen, dass der Referenz-Betriebsmodus, in den die Kreiselpumpe versetzt wird, zu dem vorhergehenden Normal-Betriebsmodus in Bezug auf den wenigstens einen Betriebsparameter eine geringste Differenz aufweist. Obschon der wenigstens eine Betriebsparameter regelmäßig bei maximaler Drehzahlstufe erfasst wird, kann der wenigstens eine Betriebsparameter auch in niedrigeren Drehzahlstufen erfasst werden, die dann näher an den gewählten Drehzahlstufen im Normal-Betriebsmodus gelegen sind. Das kann Energie sparen und ebenso noch praxisnähere Erkenntnisse über die Restleistungsfähigkeit der Kreiselpumpe schaffen.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Abbrechen des Betreibens der Kreiselpumpe in dem Referenz-Betriebsmodus, wenn ein Abbruchkriterium empfangen wird. Anders gesagt kann beispielsweise ein Abbruchkriterium vorgesehen sein, welches empfangen werden kann, beispielsweise von der Steuerung; das Abbruchkriterium soll bewirken, dass der Referenz-Betriebsmodus nicht mehr vorliegt. Insbesondere soll nach dem bzw. durch das Empfangen des Abbruchkriteriums wieder der Normal-Betriebsmodus angefahren werden. Wenn das Abbruchkriterium empfangen wurde, kann die Kreiselpumpe ausgeschaltet werden. Wenn das Abbruchkriterium empfangen wurde, kann alternativ oder ergänzend der Schritt: Betreiben der Kreiselpumpe in einem Kompensations-Betriebsmodus durchgeführt werden. Wenn das Abbruchkriterium empfangen wurde, kann alternativ oder ergänzend der Schritt: Betreiben der Kreiselpumpe in dem Normal-Betriebsmodus durchgeführt werden. Das Abbruchkriterium kann ein Erreichen, insbesondere Über- oder Unterschreiten, eines Abweichungs-Schwellwerts durch den wenigstens einen Betriebsparameter sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist folgender Schritt vorgesehen: Verarbeiten des wenigstens einen Betriebsparameters zum Bereitstellen von Informationen zu einer Abweichung eines von der Kreiselpumpe geförderten Fördervolumens und/oder eines von der Kreiselpumpe erzeugten Drucks, wobei die Abweichung aufgrund von dem Betreiben im Referenz-Betriebsmodus aufgetreten ist. Beispielsweise kann es sein, dass aufgrund des vorübergehenden Betriebs Referenz-Betriebsmodus zu viel Fluid gefördert worden ist, als eigentlich gefördert worden wäre, wäre der Referenz-Betriebsmodus nicht aufgerufen worden. Insoweit werden bevorzugt Informationen darüber bereitgestellt, wieviel Fluid zu viel gefördert worden ist, um eine Entscheidungsgrundlage zu haben, ob eine Korrektur der Abweichung erfolgen soll.
  • Insbesondere ist ein Betreiben der Kreiselpumpe in einem/dem Kompensations-Betriebsmodus zum Kompensieren von der Abweichung vorgesehen, vorzugsweise durch eine vorübergehende Anpassung - beispielsweise Verringerung oder Erhöhung - der Drehzahl eines/des Motors, einer Förderhöhe, einer Zwischenkreisspannung, eines Motorstroms, einer elektrischen Leistung, einer Betriebsspannung und/oder eines Volumenstroms. Es kann alternativ oder ergänzend ein Betreiben der Kreiselpumpe in dem Kompensations-Betriebsmodus derart vorgesehen sein, dass die Abweichungen im zeitlichen Mittel insbesondere zumindest im Wesentlichen ausgeglichen werden.
  • Für den Zeitraum, in dem der Referenz-Betriebsmodus vorliegt, regelt die Kreiselpumpe typischerweise nicht entsprechend der ansonsten vom Kunden gewünschten Regelungsaufgabe, die regelmäßig im Normal-Betriebsmodus vorgegeben ist. Die entstandene Abweichung soll identifiziert und mittels Kompensations-Betriebsmodus kompensiert werden. Hier kommen insbesondere folgende Ansätze in Betracht.
  • Im Fall einer Volumenstrom-Regelung ist es Aufgabe der Kreiselpumpe, den Volumenstrom konstant zu halten. In diesem Fall kann die Kreiselpumpe eine Volumenstrom-Abweichung aufsummieren und zum oder nach Verlassen des Referenz-Betriebsmodus den Soll-Volumenstrom vorübergehend erhöhen und/oder verringern, so dass im Mittel über den Gesamtzeitraum der gewünschte Volumenstrom gefördert wird.
  • Im Fall einer Differenzdruck-Regelung ist es Aufgabe der Kreiselpumpe, den Differenzdruck konstant zu halten. In diesem Fall kann die Kreiselpumpe die Differenz-Abweichung aufsummieren und nach Verlassen des Referenz-Betriebsmodus den Soll-Volumenstrom vorübergehend erhöhen und/oder verringern, so dass im Mittel über den Gesamtzeitraum der gewünschte Differenzdruck zur Verfügung gestellt wird.
  • Im Fall eines Abbruchs des Referenzzustands ist es Aufgabe der Kreiselpumpe, insbesondere mittels einer internen Regelungsfunktion der Kreiselpumpe, anhand der gemessenen Daten bzw. des wenigstens einen Betriebsparameters und einer Sollwertvorgabe die eigentlich einzustellende Drehzahlstufe zu bestimmen. Überschreitet eine sich hieraus eine zum Referenz-Betriebsmodus ergebende Abweichung einen vorgegebenen Wert (oder erreicht das Integral dieser Abweichung einen vorgegebenen Wert), wird der Referenz-Betriebsmodus verlassen und die Kreiselpumpe kehrt wieder in den Normal-Betriebsmodus zurück. Es wird dann optional vorgesehen, den Referenz-Betriebsmodus zu einem späteren Zustand zu erreichen.
  • Ferner wird eine Kreiselpumpe vorgeschlagen, die eine Steuerung aufweist, die ausgebildet ist, das vorliegend beschriebene Verfahren auszuführen. Die Steuerung mag insoweit ausgebildet sein, dass sie programmiert ist, um das Verfahren speziell umzusetzen. Es wird also nicht jede beliebige Kreiselpumpe mit einer programmierbaren Steuerung als die hier vorgeschlagene Kreiselpumpe gelten können; vielmehr muss auch eine entsprechende Programmierung vorgesehen bzw. durchgeführt sein.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigen
    • Fig. 1
    eine schematisch Ansicht eines Verfahrens mit einer Kreiselpumpe gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht eines Verfahrens mit einer Kreiselpumpe gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das cloudbasiert vorgesehen ist.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils eine Kreiselpumpe 1 mit einem Motor, einem von dem Motor antreibbaren Laufrad zum Fördern eines Fluids, und mit einer Steuerung. Die Steuerung ist jeweils ausgebildet um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, das ein vorteilhaftes Überwachen der Kreiselpumpe 1 ermöglicht. In Fig. 2 ist überdies eine Cloud 2 gezeigt, die insbesondere zum Auswerten 40 und zum Auslösen 15 vorgesehen ist.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Verfahren zum Überwachen einer Funktionalität und/oder eines Zustands der Kreiselpumpe dargestellt. Hier stehen einzelne Bezugszeichen 10, 15, 20, 50, 60, 70 für im Grunde chronologisch durchlaufene Schritte bzw. Meilensteine und/oder Triggerpunkte des Verfahrens. Das Verfahren setzt exemplarisch in Schritt 10 mit einem Betreiben der Kreiselpumpe 1 in einem Normal-Betriebszustand an, beispielsweise wobei ein Fluid nach Kundenanforderungen geregelt gefördert wird. Mit dem Schritt 15 wird es regelmäßig zu einem Auslösen kommen. Insoweit wird durch das Auslösen 15 die Kreiselpumpe 1 in einen Referenz-Betriebsmodus versetzt, der dann in Schritt 20 vorliegt, wobei das Auslösen 15 zeitgesteuert erfolgt, und zwar während des Betreibens 10 der Kreiselpumpe 1 in dem Normal-Betriebsmodus. Der Übergang von Schritt 10 zu Schritt 20 findet regelmäßig durch Anheben der Drehzahlstufe auf Maximaldrehzahl statt, so dass der Motor mit technisch vorgesehener höchster Drehzahl arbeitet; meist dauert das einen kurzen Moment, z.B. im Bereich von weniger als 10 Sekunden. Soweit in Schritt 10 schon die maximale Drehzahlstufe vorliegen sollte, findet der Übergang im Grunde instantan statt.
  • Das Auslösesignal in Schritt 15 kann optional von einer von der Kreiselpumpe 1 separaten Einrichtung empfangen werden, wobei die Kreiselpumpe 1 der Einrichtung ein Rücksignal über das Vorliegen des Referenz-Betriebsmodus übersenden kann. Das Auslösen 15 kann aber auch zeitbasiert, beispielsweise alle 24 Stunden, erfolgen.
  • Das Auslösen 15 ist mit Blick auf Fig. 2 dadurch optional realisiert, dass die Cloud 2 das Auslösen 15, mittels Auslösesignal initiieren kann. Das Rücksignal kann dann von der Kreiselpumpe 1 zurück an die Cloud 2 gesendet werden.
  • Es sind vorliegend mehrere unterschiedliche Referenz-Betriebsmodi vorgesehen, um Informationen zum Zustand der Kreiselpumpe 1 bei verschiedenen Pumpleistungen bereitstellen zu können. Das Auslösen 15 erfolgt regelmäßig derart, dass der gewählte Referenz-Betriebsmodus, in den die Kreiselpumpe 1 versetzt wird, zu dem vorhergehenden Normal-Betriebsmodus 10 in Bezug auf einen Betriebsparameter eine geringste Differenz aufweist.
  • Der Referenz-Betriebsmodus wird für eine Zeitdauer von 10 bis zu 180 Sekunden aufrecht erhalten. Während der Referenz-Betriebsmodus vorliegt, wird die Kreiselpumpe 1 für einen vordefinierten Zeitraum mit einer maximalen Drehzahlstufe bzw. mit Maximaldrehzahl betrieben. Vorliegend beträgt der vordefinierte Zeitraum genau zehn Sekunden bzw. 10 s.
  • Vor und nach dem vordefinierten Zeitraum, und zwar noch im Referenz-Betriebsmodus, wird die Kreiselpumpe 1 jeweils in weiteren vordefinierten Zeiträumen mit niedrigeren Drehzahlstufen betrieben, die dem Normal-Betriebsmodus nahegelegen sind. Ein erster weiterer vordefinierter Zeitraum, der 10 s dauert, sieht eine Drehzahl von 50% von der maximalen Drehzahlstufe als erste weitere Drehzahlstufe vor, mit der die Kreiselpumpe 1 betrieben werden soll. Ein zweiter weiterer vordefinierter Zeitraum, der 5 s dauert, sieht eine Drehzahl von 25% von der maximalen Drehzahlstufe als zweite weitere Drehzahlstufe vor. Optional können noch weitere Drehzahlstufen bzw. vordefinierte Zeiträume vorgesehen sein. Die Summe aller vordefinierten Zeiträume beträgt hier also 10 s + 10 s + 5s = 25 s, womit der Referenz-Betriebsmodus für die Zeitrauer von 25 s vorliegen soll.
  • In Schritt 22 wird ergänzend ein Überwachen eines Einhaltens des Referenz-Betriebsmodus während des Betreibens 20 der Kreiselpumpe 1 in dem Referenz-Betriebsmodus durchgeführt, und zwar schwellwertbasiert und/oder durch ein Analysieren eines Frequenzspektrums bzw. Schwingungsspektrums des wenigstens einen Betriebsparameters.
  • Während des Betreibens 20 der Kreiselpumpe 1 in dem Referenz-Betriebsmodus ist der Schritt 30 vorgesehen. In Schritt 30 wird wenigstens ein Betriebsparameter der Kreiselpumpe 1 erfasst. Zumindest währenddessen wird die Kreiselpumpe 1 wenigstens für den vordefinierten Zeitraum mit der maximalen Drehzahlstufe bzw. mit Maximaldrehzahl betrieben.
  • Bei dem wenigstens einen Betriebsparameter handelt es sich vorliegend um eine Schwingungsfunktion, insbesondere enthaltend eine Beschleunigung der Kreiselpumpe 1, sowie ergänzend um einen Volumenstrom.
  • Anschließend an das Erfassen 30 und/oder während des Erfassens 30 kann der wenigstens eine Betriebsparameter in Schritt 40 ausgewertet werden, und zwar insbesondere noch während des Betreibens 20. Das Auswerten 40 ist zum Erhalten von Informationen über die Funktionalität und/oder den Zustand der Kreiselpumpe 1 vorgesehen.
  • Das Auswerten 40 geschieht innerhalb der Kreiselpumpe 1 bzw. mittels der der Kreiselpumpe 1 zugeordneten Steuerung. Zum Einsparen von Datenvolumen wird der wenigstens eine Betriebsparameter in Form eines Datenausschnitts der maximalen Drehzahlstufe erfasst, wobei der Datenausschnitt nur die letzten beiden Sekunden in dem vordefinierten Zeitraum umfasst. Anders gesagt wird die Schwingungsfunktion nur in der neunten und in der zehnten Sekunde vom vordefinierten Zeitraum, der hier 10 s beträgt, aufgezeichnet bzw. betrachtet.
  • Bezugnehmend auf Fig. 2 ist festzuhalten, dass hier im Grunde ein identisches Verfahren wie schon in Fig. 1 durchgeführt wird. Abweichend von Fig. 1 ist in Fig. 2 jedoch vorgesehen, dass das Auswerten 40 in der zuvor schon erwähnten Cloud 2 durchgeführt wird, also abseits von der Kreiselpumpe 1. Hierzu wird der wenigstens eine Betriebsparamater an die Cloud 2 übermittelt, beispielsweise kabellos oder kabelgebunden. Hierzu ist der Pfeil von 30 zu 40 gestrichelt dargestellt.
  • Das Auswerten 40 umfasst ein schwellwertbasiertes Vergleichen 42 des wenigstens einen Betriebsparameters mit wenigstens einer Referenzangabe für den Referenz-Betriebsmodus. Die wenigstens eine Referenzangabe weist exemplarisch - wie schon der wenigstens eine Betriebsparameter - eine Schwingungsfunktion der Kreiselpumpe 1 und einen Volumenstrom der Kreiselpumpe 1 auf. Es kann verglichen werden, ob der Volumenstrom im Referenz-Betriebsmodus dem Volumenstrom der Referenzangabe entspricht bzw. inwiefern der Volumenstrom im Referenz-Betriebsmodus davon abweicht.
  • Das Auswerten 40 umfasst auch ein Vermessen 44 des wenigstens einen Betriebsparameters, insbesondere hinsichtlich einer Schwingungsamplitude. Ferner sind ein Abspeichern 46 des wenigstens einen Betriebsparameters in einer Datenbank und eine softwarebasierte Datenverarbeitung vorgesehen.
  • Ferner ist ein Abbrechen 50 des Betreibens 20 der Kreiselpumpe 1 in dem Referenz-Betriebsmodus vorgesehen, insbesondere wenn ein Abbruchkriterium empfangen wird. Wenn das Abbruchkriterium empfangen wurde, kann die Kreiselpumpe 1 bedarfsweise ausgeschaltet werden. Vorliegend wird mit Empfang des Abbruchkriteriums ein Betreiben 60 der Kreiselpumpe 1 in einem Kompensations-Betriebsmodus vorgesehen bzw. ein Versetzen der Kreiselpumpe 1 in den Kompensations-Betriebsmodus. Wenn der Kompensations-Betriebsmodus beendet wird, wird ein Betreiben 70 wieder im Normal-Betriebsmodus vorgesehen, der im Grunde dem Betreiben 10 gleichkommt und damit den chronologischen Kreislauf schließt. Alternativ kann auch direkt der Schritt Betreiben 70 der Kreiselpumpe 1 in dem Normal-Betriebsmodus durchgeführt werden, ohne den Schritt 60. Das Abbruchkriterium ist vorliegend ein Erreichen eines Abweichungs-Schwellwerts durch den wenigstens einen Betriebsparameter, indem betrachtet wird, ob ein Integral des Volumenstroms einen Schwellwert überschreitet..
  • In einem Schritt 48, typischerweise zeitlich noch vor dem Abbrechen 50, ist vorliegend ein Verarbeiten des wenigstens einen Betriebsparameters zum Bereitstellen von Informationen zu einer Abweichung eines von der Kreiselpumpe 1 geförderten Fördervolumens und/oder eines von der Kreiselpumpe 1 erzeugten Drucks vorgesehen. Die Abweichung ist aufgrund von dem Betreiben 20 im Referenz-Betriebsmodus aufgetreten. Die Abweichung kann bedarfsweise in dem Schritt 60 bzw. Betreiben 60 verwendet werden, weshalb hier ein gestrichelter Pfeil von 48 zu 60 führt. Insoweit ist ein Betreiben 60 der Kreiselpumpe 1 in dem Kompensations-Betriebsmodus zum Kompensieren von der Abweichung vorgesehen, beispielsweise durch Betreiben der Kreiselpumpe 1 derart, dass die Abweichungen im zeitlichen Mittel ausgeglichen werden.
  • Weiter sind in dem Verfahren noch die Schritte 12 und 14 vorgesehen. Im Schritt 12, Festlegen, wird die zuvor bereits erwähnte wenigstens eine Referenzangabe festgelegt. Dies kann durch eine Analyse des Normal-Betriebsmodus geschehen, wobei die wenigstens eine Referenzangabe festgelegt wird, wenn die Analyse ergibt, dass zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus über eine zeitliche Dauer innerhalb einer vorgegebenen Spanne liegen, und/oder dass ein Schwingungsspektrum bzw. Frequenzspektrums von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar ist, und/oder dass zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar sind.
  • Im Schritt 14, Festlegen, wird die wenigstens eine Referenzangabe durch eine Datenverarbeitung und/oder eine Eingabe festgelegt. Das Festlegen 14 kann vor, während und/oder nach dem Betreiben 10, 70 in dem Normal-Betriebsmodus erfolgen. Die Referenzangabe wird insbesondere derart festgelegt, dass die Kreiselpumpe 1 unterhalb von einer Mindestförderhöhe betrieben wird, nicht fördernd betrieben wird, im Trockenlauf betrieben wird und/oder mit der maximalen Drehzahlstufe, insbesondere mit einer Drehzahl-Toleranz von ±10%, betrieben wird.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiels sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der Ansprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal, das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden. Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kategorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbeispiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.
    • Bezugszeichenliste
  • Kreiselpumpe 1
    Cloud 2
    Betreiben (Normal-Betriebsmodus) 10
    Festlegen 12
    Festlegen 14
    Auslösen 15
    Betreiben (Referenz-Betriebsmodus) 20
    Überwachen 22
    Erfassen 30
    Auswerten 40
    Vergleichen 42
    Vermessen 44
    Ab speichern 46
    Verarbeiten 48
    Abbrechen 50
    Betreiben (Kompensations-Betriebsmodus) 60
    Betreiben (Normal-Betriebsmodus) 70

Claims (15)

  1. Verfahren zum Überwachen einer Funktionalität und/oder eines Zustands einer Kreiselpumpe (1), mit den Schritten:
    während eines Betreibens (20) der Kreiselpumpe (1) in einem Referenz-Betriebsmodus, Erfassen (30) wenigstens eines Betriebsparameters der Kreiselpumpe (1),
    Auswerten (40) des wenigstens einen Betriebsparameters zum Erhalten von Informationen über die Funktionalität und/oder den Zustand der Kreiselpumpe (1), und
    Betreiben (10, 70) der Kreiselpumpe (1) in einem Normal-Betriebsmodus zeitlich vor und/oder nach dem Betreiben (20) der Kreiselpumpe (1) in dem Referenz-Betriebsmodus, wobei
    die Kreiselpumpe (1) im Referenz-Betriebsmodus wenigstens für einen vordefinierten Zeitraum mit einer maximalen Drehzahlstufe betrieben wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Betreiben (20) der Kreiselpumpe (1) in dem Referenz-Betriebsmodus für eine Zeitdauer von wenigstens und/oder höchstens 10, 30, 60 oder 180 Sekunden durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kreiselpumpe (1) im Referenz-Betriebsmodus
    für wenigstens einen weiteren vordefinierten Zeitraum mit wenigstens einer weiteren Drehzahlstufe betrieben wird, und vorzugsweise
    nach und/oder vor dem Betrieb mit der maximalen Drehzahlstufe mit einer niedrigeren Drehzahlstufe betrieben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    der vordefinierte Zeitraum 10±5 s beträgt, und vorzugsweise
    die Kreiselpumpe (1) im Referenz-Betriebsmodus und vor dem vordefinierten Zeitraum
    optional für einen ersten weiteren vordefinierten Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 10% bis zu 40%, insbesondere 25%, der maximalen Drehzahlstufe als eine erste weitere Drehzahlstufe, und
    optional für einen zweiten weiteren vordefinierten Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 30% bis zu 70%, insbesondere 50%, der maximalen Drehzahlstufe als eine zweite weitere Drehzahlstufe, und
    optional für einen dritten weiteren vordefinierten Zeitraum von 10±5 s mit einer Drehzahl entsprechend 50% bis zu 100%, insbesondere 75%, der maximalen Drehzahlstufe als eine dritte weitere Drehzahlstufe,
    und nach dem vordefinierten Zeitraum
    optional für einen vierten weiteren vordefinierten Zeitraum von 5±3 s mit einer Drehzahl entsprechend 10% bis zu 40%, insbesondere 25%, der maximalen Drehzahlstufe als eine vierte weitere Drehzahlstufe betrieben wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswerten (40) ein insbesondere schwellwertbasiertes Vergleichen (42) des wenigstens einen Betriebsparameters mit wenigstens einer Referenzangabe für den Referenz-Betriebsmodus umfasst und/oder cloudbasiert oder mittels einer der Kreiselpumpe (1) zugeordneten Steuerung durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Einsparen von Datenvolumen der wenigstens eine Betriebsparameter in Form eines Datenausschnitts bei einer jeweiligen Drehzahlstufe, insbesondere bei der maximalen Drehzahlstufe, erfasst wird, wobei der Datenausschnitt insbesondere zumindest eine letzte und/oder vorletzte Sekunde in einem vordefinierten Zeitraum umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden zwei Ansprüche, wobei die wenigstens eine Referenzangabe für den Referenz-Betriebsmodus ausgewählt ist aus einer Drehzahl eines Motors, einer Förderhöhe, einer Zwischenkreisspannung, einem Motorstrom, einer elektrischen Leistung, einer Betriebsspannung, einem Volumenstrom und/oder einer Schwingungsfunktion der Kreiselpumpe (1).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    Überwachen (22) eines Einhaltens des Referenz-Betriebsmodus während des Betreibens (20) der Kreiselpumpe (1) in dem Referenz-Betriebsmodus, insbesondere schwellwertbasiert und/oder durch ein Analysieren eines Frequenzspektrums des wenigstens einen Betriebsparameters.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auswerten (40) ein Vermessen (44) des wenigstens einen Betriebsparameters, insbesondere hinsichtlich einer Schwingungsamplitude, ein Abspeichern (46) des wenigstens einen Betriebsparameters in einer Datenbank und/oder eine softwarebasierte Datenverarbeitung umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    Festlegen (12) der wenigstens einen Referenzangabe durch eine Analyse des Normal-Betriebsmodus, wobei die wenigstens eine Referenzangabe festgelegt wird, wenn die Analyse ergibt, dass
    zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus über eine zeitliche Dauer innerhalb einer vorgegebenen Spanne liegen, vorzugsweise wobei die Spanne bis zu 10 % und/oder die Dauer bis zu 10 Sekunden beträgt, und/oder
    ein Schwingungsspektrum von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar ist, und/oder
    zeitliche Änderungen von dem wenigstens einen Betriebsparameter im Normal-Betriebsmodus zumindest im Wesentlichen reproduzierbar sind.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt:
    Festlegen (14) der wenigstens einen Referenzangabe durch eine Datenverarbeitung und/oder eine Eingabe, wobei das Festlegen (14) vor, während und/oder nach dem Betreiben (10) in dem Normal-Betriebsmodus erfolgt,
    vorzugsweise wobei die Referenzangabe des Referenz-Betriebsmodus derart festgelegt wird, dass die Kreiselpumpe (1) unterhalb einer Mindestförderhöhe betrieben wird, nicht fördernd betrieben wird, im Trockenlauf betrieben wird und/oder mit der maximalen Drehzahlstufe, insbesondere mit einer Drehzahl-Toleranz von ±10%, betrieben wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit dem Schritt:
    Auslösen (15), dass die Kreiselpumpe (1) in den Referenz-Betriebsmodus versetzt wird, wobei das Auslösen (15) zeitgesteuert, ereignisgesteuert und/oder durch ein Auslösesignal erfolgt, insbesondere während des Betreibens (10, 70) der Kreiselpumpe (1) in dem Normal-Betriebsmodus,
    vorzugsweise wobei das Auslösesignal von einer von der Kreiselpumpe (1) separaten Einrichtung empfangen wird, und wobei die Kreiselpumpe (1) der Einrichtung ein Rücksignal über das Vorliegen des Referenz-Betriebsmodus übersendet.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere unterschiedliche Referenz-Betriebsmodi vorgesehen sind, um Informationen zum Zustand der Kreiselpumpe (1) bei verschiedenen Pumpleistungen bereitstellen zu können,
    insbesondere wobei das Auslösen (15) derart erfolgt, dass der Referenz-Betriebsmodus, in den die Kreiselpumpe (1) versetzt wird, zu dem vorhergehenden Normal-Betriebsmodus (10, 70) in Bezug auf den wenigstens einen Betriebsparameter eine geringste Differenz aufweist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit dem Schritt:
    Abbrechen (50) des Betreibens (20) der Kreiselpumpe (1) in dem Referenz-Betriebsmodus, wenn ein Abbruchkriterium empfangen wird, wobei, wenn das Abbruchkriterium empfangen wurde,
    die Kreiselpumpe (1) ausgeschaltet wird, oder der Schritt: Betreiben (60) der Kreiselpumpe (1) in einem Kompensations-Betriebsmodus oder der Schritt: Betreiben (70) der Kreiselpumpe (1) in dem Normal-Betriebsmodus durchgeführt wird,
    insbesondere wobei das Abbruchkriterium ein Erreichen eines Abweichungs-Schwellwerts durch den wenigstens einen Betriebsparameter ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit den Schritten:
    Verarbeiten (48) des wenigstens einen Betriebsparameters zum Bereitstellen von Informationen zu einer Abweichung eines von der Kreiselpumpe (1) geförderten Fördervolumens und/oder eines von der Kreiselpumpe (1) erzeugten Drucks, wobei die Abweichung aufgrund von dem Betreiben (20) im Referenz-Betriebsmodus aufgetreten ist,
    Betreiben (60) der Kreiselpumpe (1) in einem/dem Kompensations-Betriebsmodus zum Kompensieren von der Abweichung, vorzugsweise durch eine vorübergehende Anpassung der Drehzahl eines Motors, einer Förderhöhe, einer Zwischenkreisspannung, einem Motorstrom, einer elektrischen Leistung, einer Betriebsspannung, einem Volumenstrom und/oder durch Betreiben der Kreiselpumpe (1) in dem Kompensations-Betriebsmodus derart, dass die Abweichungen im zeitlichen Mittel ausgeglichen werden.
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