KR101952992B1 - 지능형 펌프 모니터링 및 제어 시스템 - Google Patents

지능형 펌프 모니터링 및 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

펌프를 모니터링 및 제어하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 방법은 처리 목표들을 정의하는 단계, 처리 목표들로부터 제1 작동기 제어 신호(Yc)를 도출하는 단계, 실제 동작 파라미터들을 도출하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하는 단계; 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 유체 한도와 비교하는 단계; 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 정상 처리 한도와 비교하는 단계; 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 적어도 한 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 작동기 제어 신호들 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호인지를 판정하는 단계, 및 상기 단계에서 판정된 작동기 제어 신호에 따라 펌프를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

지능형 펌프 모니터링 및 제어 시스템{INTELLIGENT PUMP MONITORING AND CONTROL SYSTEM}
발명은 일반적으로 기계에 대한 모니터링 시스템 분야에 관한 것으로, 특히 연속적이고 자동적인 펌프 상태 모니터링 및 제어를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
펌프와 같은 회전 기계의 상태는 종종 경험이 있는 작업자에 의해 수행되는 시각적 검사 기술을 사용하여 판정된다. 크랙, 누설, 부식, 등과 같은 고장 양상은 종종 고장이 일어날 수 있기 전에 시각적 검사에 의해 검출될 수 있다. 온도 및 진동은 펌프의 동작 수행의 주요 지표이다. 어느 것이든 과도한 레벨은 조절 및/또는 수리에 대한 필요성을 나타낼 수 있다.
표면에 걸친 온도 변동은 예를 들면, 서모그래피 기술을 사용하여 수동으로 측정될 수 있다. 또한, 바람직하지 않은 마모 상태에 대해 귀를 기울이기 위해 헤드폰이 사용될 수 있다. 예를 들면, 베어링에서 높은 음의 윙윙거리는 소리는 접촉 표면에 흠을 나타낼 수 있다.
이러한 수동 상태 모니터링의 사용은 펌프 동작을 조절할 수 있게 하거나, 펌프 유지보수를 스케줄링할 수 있게 하거나, 혹은 이외 다른 조치가 취해질 수 있게 하여, 이렇게 하지 않는다면, 바람직하지 못한 동작 상태가 지속하게 놔둘 경우 발생할 수 있을 손상 또는 펌프 고장을 피할 수 있게 한다. 악화 초기 단계에서 개입은 고장 후에 수리를 착수하는 것보다 일반적으로 훨씬 더 비용 효율적이다.
수동 모니터링의 한 가지 단점은 이러한 모니터링이 통상적으로는 주기적으로만 수행된다는 것이다. 이에 따라, 검사 사이에 악 상태가 발생한다면, 기계 고장이 일어날 수 있다. 또한, 적합하게 훈련된 작업자라도, 수동 모니터링은 오류, 오판, 간과, 및 이러한 유형의 임의의 수동 감독에 당연히 수반되는 어떤 레벨의 수행의 비일관성에 연관된다.
그러므로 펌프 동작 상태의 일정하고 일관된 모니터링을 하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 손상 및 펌프 고장을 피하고 펌프 효율을 개선하기 위해 펌프가 동작하는 방식을 자동으로 조절하는 이러한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 시스템 및 방법은 펌프 동작을 향상시키고 고장 시간(downtime)을 감소시키고 에너지 효율을 향상시키는 잠재력을 갖는다. 이러한 시스템 및 방법은 제조 동안에 새로운 기계에 적용하게, 혹은 기존 장비에 개장(retrofit)으로서 추가되게 맞게 변경될 것이다.
이 요약은 상세한 설명에서 이하 더욱 기술되는 간이화한 형태로 개념들의 선택을 도입하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 요지의 주요 특징 혹은 필수적 특징을 알아보게 의도된 것도 아니고, 청구된 요지의 범위를 판정하는 데 있어 도움으로서 의도된 것도 아니다.
본 발명에 따라, 펌프를 모니터링 및 제어하기 위한 지능형 방법 및 시스템이 제공된다. 방법의 예시적 실시예는 처리 목표를 정의하는 단계, 처리 목표로부터 제1 작동기 제어 신호(Yc)를 도출하는 단계, 및 실제 동작 파라미터를 도출하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하는 단계; 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 유체 한도와 비교하는 단계; 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 기정의된 정상 처리 한도와 비교하는 단계; 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터들을 적어도 한 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 작동기 제어 신호들 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호인지를 판정하는 단계, 및 상기 단계에서 판정된 작동기 제어 신호에 따라 펌프를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템의 예시적 실시예는 작동기 제어 신호에 따라 펌프를 구동하기 위해 펌프에 동작적으로 연결된 작동기 펌프의 다양한 동작 파라미터들 및 펌프에 의해 펌핑되는 유체를 모니터링하기 위해 펌프에 동작적으로 연결된 적어도 한 센서; 및 작동기 및 적어도 한 센서에 동작적으로 연결된 제어기를 포함할 수 있다. 제어기는 기정의된 처리 목표로부터 제1 작동기 제어 신호(Yc)를 도출하고; 적어도 한 센서로부터 수집된 정보로부터 실제 동작 파라미터를 도출하게 구성될 수 있다. 제어기는 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터를 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하고; 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터를 기정의된 유체 한도와 비교하고; 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터를 기정의된 정상 처리 한도와 비교하고; 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 실제 동작 파라미터를 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하게 더욱 구성될 수 있다. 제어기는 작동기 제어 신호들 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호인지를 판정하고; 상기 판정된 작동기 제어 신호를 작동기에 전달하게 더욱 구성될 수 있다.
예로서, 개시된 장치의 구체적 실시예가 이제 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이다.
도 1은 장착된 복수의 상태 모니터링 센서를 포함하는 예시적 펌프를 도시한 등각도이고;
도 2는 펌프의 파워 로터 보어에 관하여 장착된 복수의 센서 중 2개의 위치를 상세히 한, 도 1의 펌프를 도시한 내부를 나타낸 도면이며;
도 3은 펌프의 아이들러 로터 보어에 관하여 장착된 복수의 센서 중 2개의 위치를 상세히 한, 도 2의 펌프를 도시한 내부를 나타낸 도면이고;
도 4는 개시된 시스템을 도시한 개략도이며;
도 5는 도 4에 도시된 시스템에 사용하기 위한 예시적 제어기를 도시한 등각도이고;
도 6은 원격 모니터링을 포함하게 확대한 도 4의 시스템을 도시한 개략도이며; 그리고
도 7은 개시된 방법의 예를 도시한 흐름도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 예시적 펌프(2)에 장착된 지능형 펌프 모니터링 및 제어 시스템(1)(이하 "시스템(1)")이 도시되었다. 도시된 펌프(2)는 다-스핀들 스크루 펌프인데, 그러나 본원에 기술되는 시스템(1) 및 방법은 원심 펌프, 기어 펌프, 동공 이송식(progressing cavity) 펌프를 포함하여, 이외 다양한 다른 유형의 펌프들에 관련하여 구현될 수 있음이 고려된다.
시스템(1)은 펌프(2) 곳곳의 적합한 위치에 장착된 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서들은 캐비테이션 압력 트랜스듀서(4), 토출 압력 트랜스듀서(6), 인입 압력 트랜스듀서(8), 베어링 진동 센서(10), 베어링 온도 센서(12), 시일링 누설율 모니터(14), 아이들러 진동 센서(16), 스러스트 플레이트 온도 센서(18), 및 케이싱 마모 검출기(20)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 펌프(2)에는 또한 파국적인(catastrophic) 시일링 고장 스위치(22), 및 플로트 스위치(26)에 들어맞는 시일링 누설 탱크(24)가 제공된다. 센서(4)는 다양한 추가적인 압력, 온도, 진동, 유량(flow), 점도, 펌프 마모, 누설율, 및 파국적 누설 센서들을 포함하여 - 그러나 이들에 제한되지 않는다 - 위에 언급되지 않은 다양한 추가의 센서들을 포함할 수 있음이 고려된다. 편의상, 센서들(4 내지 26)은 이하 총괄하여 "센서(4)"라 지칭될 것이다. 당업자가 알게 되는 바와 같이, 센서(4) 각각은 펌프(2)의 동작 상태 및 펌프(2)에 의해 펌핑되고 있는 유체에 관계된 요망되는 정보를 수집하는데 적합한 위치에서 펌프(2)에 연결된다.
도 4는 통신 링크(30)를 통해 펌프(2)에 동작적으로 결합된 제어기(28)를 포함하는 시스템(1)을 도시한 것이다. 제어기(28)는 비례-적분-미분(PID) 제어기 혹은 프로그램가능 로직 제어기(PLC)를 포함하는, - 그러나 이들에 제한되지 않는다 - 임의의 적합한 유형의 제어기일 수 있다. 통신 링크(30)는 일반적으로 펌프(2)에 연결된 것으로 도시되었는데, 그러나 실제 응용에서 통신 링크(30)는 제어기(28)에 의해 발생하는 작동기 제어 신호에 응하여 펌프(2)를 구동하는 전기 작동기(도시되지 않음) 뿐만 아니라, 개개의 센서(4)에 결합될 수 있음을 알 것이다. 개개의 센서(4)는 펌프(2)의 하나 이상의 동작 상태를 나타내는 신호들을 제어기(28)에 보낼 수 있다. 제어기(28)는, 이하 더 상세히 기술되는 바와 같이, 수신된 신호들로부터, 하나 이상의 동작 상태가 정상 또는 요망되는 한도 내에 있는지를 판정하고, 이에 따라, 작동기 제어 신호를 수정하기 위한 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서(32)를 포함할 수 있다. 소프트웨어 명령들을 저장하고 및/또는 센서들(4 내지 26)로부터 수신된 데이터를 저장하기 위해 비휘발성 메모리(34)가 프로세서(32)에 연관될 수 있다. 펌프(2)의 상태에 관계된 정보의 로컬 및/또는 원격 디스플레이를 제공하기 위해 디스플레이(36)가 제어기(28)에 결합될 수 있다. 사용자가 시스템(1)과 상호작용할 수 있게 하기 위해 키보드와 같은 입력 장치(38)가 제어기(28)에 결합될 수 있다.
통신 링크(30)는 배선 연결인 것으로서 도시되었다. 그러나 통신 링크(30)는 다양한 무선 혹은 배선 연결 중 어느 것에 의해 실시될 수 있음을 알 것이다. 예를 들면, 통신 링크(30)는 Wi-Fi, 블루투스, PSTN(공중교환 전화 네트워크), 위성 네트워크 시스템, 예를 들어, SMS 및 패킷 음성 통신을 위한 GSM(이동통신용 글로벌 시스템) 네트워크, 패킷 데이터 및 음성 통신을 위한 일반 패킷 라디오 서비스(GPRS) 네트워크와 같은 셀룰러 네트워크, 혹은 예를 들어, TCP/IP을 위한 이더넷/인터넷, VOIP 통신, 등과 같은 유선 데이터 네트워크를 사용하여 구현될 수 있다.
도 5는 이 실시예에서 터치 스크린 디스플레이로서 제공되는, 디스플레이(36) 및 키보드(38)를 포함하는, 제어기(28)의 예시적 구현예를 도시한 것이다. 제어기(28)는 다양한 실내 혹은 실외 응용을 위해 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 제어기(28)는 컬러 터치 스크린이 자외 광선을 차단하기 위해 폴리카보네이트 시일링된 클리어 커버에 의해 에워싸여진 스테인리스강 엔클로저를 포함한다. 제어기(28)는 class I, Div 2 위험 지역을 위해 구성될 수 있다. 제어기(28)에 의해 수신되고, 이에 의해 발생되는 모든 신호는 적합한 IS 배리어를 사용하여 격리될 수 있다. 엔클로저는 어떠한 인화성 가스 혹은 증기도 엔클로저에 들어가지 않음을 보장하기 위해 엔클로저 압력 제어 시스템에 의해 시일링, 퍼지(purge), 가압 및 모니터링될 수 있다. 언급된 바와 같이, 엔클로저(제어기(28)를 포함하는)는 펌프(2) 인근에, 혹은 원격 안전 지대에 장착될 수 있다.
제어기(28)는 비상시에 펌프를 정지시키기 위해 시스템의 주 회로 차단기를 원격으로 제어하기 위한 비상 정지 스위치(39)를 포함할 수 있다. 제어기(28)는 시스템이 냉(cold) 환경(예를 들면, -45℃(-49℉)에 이르기까지)에서 동작할 수 있게 하기 위해 프리-히터(pre-heater)(미도시)을 더욱 포함할 수 있음이 고려된다. 또한, 제어기(28) 내에 습기를 모니터링 및 제어하기 위해 항습기 및 팬 히터(미도시)가 구현될 수 있음이 고려된다.
도 6은 원격 액세스 능력을 포함하는 시스템(1)의 실시예를 도시한 것이다. 위에 기술된 바와 같이, 시스템(1)은 통신 링크(30)를 통해 제어기(28)에 결합된 복수의 센서를 가진 펌프(2)를 포함한다. 제어기(28)는 로컬 디스플레이(36) 및 키보드(38)를 포함한다. 이 실시예의 제어기(28)는 원격 컴퓨터(42)가 제어기(28)에 액세스할 수 있게 하는 모뎀(40)에 결합된다. 원격 컴퓨터(42)는 제어기(28)에 국부적으로 디스플레이되는 것과 실질적으로 동일한 정보를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 모뎀(40)은 제어기(28)가 모니터링되는 펌프(2)의 상태에 관해 사용자에게 경고하기 위해 이-메일, 텍스트 메시지, 및 페이저 신호를 배포할 수 있게 할 수 있다. 제어기에 및 이로부터의 이러한 통신은 인터넷을 통해 제어기(28)에의 원격 액세스를 가능하게 하는 통합 서버(도시되지 않음)를 통해 달성될 수 있다. 또한, 데이터 및/또는 알람은 이-메일, 인터넷, 이더넷, RS-232/422/485, 캔오픈(CANopen), 디바이스넷, 프로핏버스(Profitbus), RF 라디오, 전화 지상선, 셀룰러 네트워크 및 위성 네트워크 중 하나 이상을 통해 전송될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따라 펌프(2)를 동작시키는 예시적 방법을 예시한 흐름도가 도시되었다. 달리 명시되지 않는 한, 서술된 방법은 이를테면 메모리(34)에 저장되어 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 알고리즘에 의해 전체적으로 혹은 부분적으로 수행될 수 있다.
방법 단계 100에서, 이를테면 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘에서 목표들을 정의함으로써, 하나 이상의 "처리 목표"가 제어기(28)에서 설정될 수 있다. 이것은 제어기(28)의 초기 구성(예를 들면 설치시) 동안에 혹은 나중에 수행될 수 있다. 처리 목표는 펌프(2)의 동작 동안 달성 및/또는 유지되고자 하는, 최적의 펌프 및 유체 특징과 같은, 다양한 바람직한 동작 파라미터들을 포함할 수 있다. 예시적 처리 목표는 목표 펌프 속도, 목표 펌프 흡입 압력, 목표 펌프 차동 압력, 목표 펌프 토출 압력, 목표 펌프 유량, 및 목표 유체 온도를 포함하는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 특정되는 특정 처리 목표 및 각 특정된 목표의 값은 사용되는 펌프의 특정 유형, 펌프(2)에 의해 실행되고 있는 특정 프로세스, 및 펌핑되고 있는 특정 유체와 같은, 다수의 인자에 따른다.
방법 단계 110에서, 이를테면 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘에서 한도를 정의함으로써, 하나 이상의 기정의된 "시스템 및 펌프 한도"가 제어기(28)에서 설정될 수 있다. 이것은 제어기(28)의 초기 구성 동안에(예를 들면 설치시) 혹은 나중에 수행될 수 있다. 시스템 및 펌프 한도는 여러 동작 경계 값들(예를 들면 최솟값 및/또는 최댓값)을 포함할 수 있고, 이 내에서 시스템(1) 및 펌프(2)는 정상 상태하에 동작해야 한다. 예시적 시스템 및 펌프 한도는 시스템 속도 한도(예를 들면 엔진 혹은 전기 모터 속도), 시스템 압력 한도, 시스템 유량율 한도, 시스템 온도 한도, 펌프 속도 한도, 펌프 흡입 압력 한도, 펌프 토출 압력 한도, 펌프 차동 압력 한도, 펌프 점도 한도, 및 펌프 진동 한도를 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 일반적으로, 시스템 한도는 전체 시스템에 대한 물리적 혹은 설계 한도이며, 시스템 한도가 펌프(2)에 연관되는 것들을 넘어서는 다른 인자들에 의해 판정되기 때문에 펌프 한도보다 더 넓거나 좁을 수 있다. 예를 들면, 시스템 한도에 영향을 주는 인자들은 전기 모터, 엔진, 커플링, 부하, 등과 같은, 펌프(2) 외부에 있는 시스템 성분들에 관계될 수 있다. 그러므로 펌프 한도는 시스템 한도 내에 들 수 있고 그 반대도 그러하며, 혹은 두 세트의 한도들이 부분적으로 겹칠 수도 있다.
방법 단계 120에서, 이를테면 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘에서 한도를 정의함으로써, 하나 이상의 기정의된 "유체 한도"가 제어기(28)에서 설정될 수 있다. 이것은 제어기(28)의 초기 구성 동안에(예를 들면 설치시) 혹은 나중에 수행될 수 있다. 유체 한도는 펌핑되고 있는 특정 유체에 연관된 여러 동작 경계 값(예를 들면 최솟값 및/또는 최댓값)을 포함할 수 있고, 이러한 경계 값은 펌프(2)의 정상 동작 동안 넘지 말아야 한다. 예시적 유체 한도는 정의된 온도 범위에 대한 점도 한도, 온도 한도, 비중 한도, 공기 함유 한도, 고체 함유량 및 크기 한도, 및 상이한 유체량(즉, 펌핑되게 의도된 유체 이외의 유체들) 한도들을 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다.
방법 단계 130에서, 이를테면 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘에서 한도를 정의함으로써, 하나 이상의 기정의된 "정상 처리 한도"가 제어기(28)에서 설정될 수 있다. 이것은 제어기(28)의 초기 구성 동안에(예를 들면 설치시) 혹은 나중에 수행될 수 있다. 정상 처리 한도는 펌프(2)에 의해 실행되는 특정 프로세스에 연관된 여러 동작 경계 값(예를 들면 최솟값 및/또는 최댓값)을 포함할 수 있다. 이러한 처리 한도는 정상적으로 위에 기술된 시스템 및 펌프 한도 내에 들 것이다. 즉, 특정 프로세스에 연관된 한도는 일반적으로 시스템(1) 및 펌프(2)의 지정된 동작 능력을 초과하지 않을 것이다. 예시적 정상 처리 한도는 처리 속도 한도, 처리 흡입 압력 한도, 처리 토출 압력 한도, 처리 차동 압력 한도, 처리 유량율 한도, 처리 온도 한도, 및 처리 진동 한도를 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다.
방법 단계 140에서, 이를테면 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘에서 한도를 정의함으로써, 하나 이상의 기정의된 "비정상 처리 한도"가 제어기(28)에서 설정될 수 있다. 이것은 제어기(28)의 초기 구성 동안에(예를 들면 설치시) 혹은 나중에 수행될 수 있다. 비정상 처리 한도는 캐비테이션(cavitation) 혹은 시운전(dry-running)과 같은 어떤 비정상 처리 상태를 나타낼 수 있는 펌프(2)의 동작에 연관된 여러 동작 경계 값(예를 들면 최솟값 및/또는 최댓값)을 포함할 수 있다. 예시적 비정상 처리 한도는 캐비테이션 심각도(severity) 한도, 시운전 심각도 한도, 기포 심각도 한도, 유량계로서의 펌프 유량 한도, 펌프 효율 한도, 베어링 윤활 건전성 한도, 누설율 및 경향 한도, 중증 외부 누설 한도, 및 진동 한도로부터 고속 푸리에 변환(FFT) 분석을 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다.
방법 단계 150에서, 제1 작동기 제어 신호(Yc)는 위에 기술된 기정의된 처리 목표들로부터 전체적으로 혹은 부분적으로 도출될 수 있고, Yc는 처리 목표들과 일관되는 방식으로, 이를테면 목표 속도, 압력, 온도, 등으로, 펌프(2)를 구동하게 의도된 제어 신호일 수 있다. 예를 들면, Yc는 제어기(28)의 프로세서(32)에 의해 실행되는 알고리즘의 결과물일 수 있는데, 알고리즘은 펌프(2)의 치수 및 용량과 같은 펌프(2)의 어떤 기지의 특징뿐만 아니라 기정의된 처리 목표 값들을 고려한다.
방법 단계 160에서, 하나 이상의 실제 동작 파라미터는 이를테면 센서(4)에 의한 직접적인 측정에 의해서, 혹은 측정된 파라미터들에 기초하여 계산에 의해서, 혹은 측정 및 기지의 파라미터들의 조합에 기초한 계산에 의해, 판정될 수 있다. 예를 들면, 직접 측정된 파라미터들에 관하여, 실제 인입 및 토출 펌프 압력들은 이를테면 위에 기술된 인입 및 토출 압력 트랜스듀서(6, 8)에 의해 직접 측정될 수 있다. 실제 펌프 속도는 이를테면 펌프(2)에 결합되는 모터(도시되지 않음)에 부착된 엔코더 혹은 이외 다른 속도 센서에 의해 측정될 수도 있고, 혹은 펌프(2)에 결합되는 가변 속도 드라이브(도시되지 않음)로부터 판독될 수도 있다. 실제 펌프 온도는 베어링 온도 센서(12) 혹은 스러스트 플레이트 온도 센서(18)에 의해 측정될 수 있다. 실제 펌프 진동 레벨은 이를테면 베어링 진동 센서(10)에 의해서 혹은 아이들러 진동 센서(16)에 의해 측정될 수 있다. 실제 펌프 유량율은 이를테면 펌프(2)의 토출측에 위치된 유량계(도시되지 않음)에 의해 측정될 수 있다. 실제 유체 온도는 이를테면 서모커플, 저항 온도 검출기(RTD), 혹은 펌핑되는 유체 내 잠기는, 혹은 인근에 있는, 그 외 어떤 다른 적합한 온도 측정 수단(도시되지 않음)에 의해 측정될 수 있다. 실제 유체 점도는 이를테면 펌프(2)의 토출측에 위치된 점도계(도시되지 않음)에 의해 측정될 수 있다. 펌핑되는 유체의 실제 비중은 이를테면 펌프(2)의 토출측에 위치된 질량 유량계(도시되지 않음)에 의해 측정될 수 있다. 실제 고체 함유, 공기 함유, 및 서로 상이한 유체 레벨들은, 이를테면, 이러한 레벨들을 판정하기 위해 카메라(들)에 의해 캡처되는 이미지들을 처리하게 구성되는 소프트웨어와 함께, 펌핑되는 유체 내에 잠길 수 있는, 혹은 이에 근접할 수 있는, 하나 이상의 카메라에 의해 측정될 수 있다.
계산된 실제 동작 파라미터에 관하여, 실제 차동 펌프 압력은 실제 인입 압력과 토출 압력 간에 차이로서, 이를테면 프로세서(32)에 의해, 계산될 수 있다. 캐비테이션 심각도 레벨은 단간(interstage) 펌프 압력(캐비테이션 압력 트랜스듀서(4)에 의해 측정되는)과 인입 펌프 압력 간의 차이와 토출 펌프 압력과 인입 펌프 압력 간의 차이 간에서 비로소 계산될 수 있다. 시운전 심각도 레벨은 캐비테이션 심각도 레벨의 표준 편차 크기(혹은 이의 변동)로서 계산될 수 있다. 또한, 기포 심각도 레벨은 캐비테이션 심각도 레벨의 표준 편차 크기(혹은 이의 변동)로서 계산될 수 있다(액체에 대한 공기의 큰 비는 일반적으로 시운전 상태로서 해석되고, 반면 공기에 대한 액체의 더 큰 비는 기포들을 나타낼 수 있다). 펌프 효율 레벨은 펌프 용량, 펌프 마모 레벨(이를테면 케이싱 마모 검출기(20)에 의해 측정될 수 있는), 유체 점도, 펌프 속도, 인입 펌프 압력, 및 토출 펌프 압력의 함수로서 계산될 수 있다. 유량계 레벨로서 펌프 유량은 펌프 용량, 펌프 마모 레벨, 유체 점도, 펌프 속도, 인입 펌프 압력, 토출 펌프 압력, 및 펌프 효율 레벨의 함수로서 계산될 수 있다. 베어링 윤활 건전성 레벨은 펌프 치수, 유체 점도, 펌프 속도, 인입 펌프 압력, 토출 펌프 압력, 및 펌프 유량율의 함수로서 계산될 수 있다. 누설율 및 경향 레벨은 시일링 누설 탱크(24)(이를테면 플로트 스위치(26)에 의해 측정될 수 있는) 내 유체 높이 및 시간의 함수로써 계산될 수 있다. 중증 외부 누설 한도는 펌프 용량, 펌프 효율 레벨, 펌프 속도, 및 펌프 유량율의 함수로서 계산될 수 있다. 진동 레벨로부터 FFT 분석은 측정된 펌프 진동 레벨로부터 계산될 수 있다.
방법 단계 170에서는, 위에 기술된 바와 같이 측정 혹은 계산되었던 펌프(2)에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 하나 이상이 위에 기술된 대응하는, 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 프로세서(32)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 실제 펌프 속도는 기정의된 펌프 및 시스템 속도 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 압력(즉, 인입, 토출, 및 차동)은 기정의된 펌프 및 시스템 압력 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 유량율은 기정의된 펌프 및 시스템 유량율 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 온도는 기정의된 펌프 및 시스템 온도 한도와 비교될 수 있다. 실제 유체 점도는 기정의된 펌프 점도 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 진동 레벨은 기정의된 펌프 진동 한도와 비교될 수 있다.
방법 단계 180에서, 펌프(2)에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 어느 것이 대응하는, 기정의된 시스템 및 펌프 한도 내에 들지 않는 것으로 단계 170에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 시스템 및 펌프 한도 내로 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제2, 정정된 작동기 제어(Y'c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y'c는 처리 목표(위에 기술된), 기정의된 시스템 및 펌프 한도, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 190에서, 펌프(2)에 관계된 모든 실제 동작 파라미터가 대응하는, 기정의된 시스템 및 펌프 한도 내에 드는 것으로 단계 170에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터를 기정의된 처리 목표(위에 기술된)에 가깝게 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제2, 정정된 작동기 제어(Y'c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y'c는 처리 목표, 실제 동작 파라미터, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 200에서, 위에 기술된 바와 같이 측정 혹은 계산되었던 펌핑된 유체에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 하나 이상은 위에 기술된 대응하는, 기정의된 유체 한도와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 프로세서(32)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 온도 범위에 대한 실제 유체 점도는 정의된 온도 범위에 대한 기정의된 점도 한도와 비교될 수 있다. 실제 유체 온도는 기정의된 유체 온도 한도와 비교될 수 있다. 유체의 실제 비중은 기정의된 유체 비중 한도와 비교될 수 있다. 유체 내 실제 고체 함유량 및 크기 레벨은 기정의된 고체 함유량 및 크기 한도와 비교될 수 있다. 유체 내 실제 상이한 유체량 레벨은 기정의된 상이한 유체량 한도들과 비교될 수 있다. 실제 유체 점도는 기정의된 펌프 점도 한도와 비교될 수 있다.
방법 단계 210에서, 펌핑된 유체에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 어느 것이든 대응하는, 기정의된 유체 한도 내에 들지 않는 것으로 단계 200에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 유체 한도 이내로 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도된 제3, 정정된 작동기 제어(Y"c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관해 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y"c는 처리 목표(위에 기술된), 기정의된 유체 한도, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 220에서, 유체에 관계된 모든 실제 동작 파라미터들이 대응하는, 기정의된 시스템 및 펌프 한도 내에 드는 것으로 단계 200에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 처리 목표(위에 기술된)에 가깝게 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제3, 정정된 작동기 제어(Y"c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y'c는 처리 목표, 실제 동작 파라미터, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 230에서, 위에 기술된 바와 같이 측정 혹은 계산되었던 펌프(2)에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 하나 이상은 위에 기술된 대응하는, 기정의된 정상 처리와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 프로세서(32)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 실제 펌프 속도는 기정의된 처리 속도 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 압력들(즉, 인입, 토출, 및 차동)은 기정의된 처리 압력 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 유량율은 기정의된 처리 유량율 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 온도는 기정의된 처리 온도 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 진동 레벨은 기정의된 처리 진동 한도와 비교될 수 있다.
방법 단계 240에서, 펌프(2)에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 어느 것이든 대응하는, 기정의된 정상 처리 한도 내에 들지 않는 것으로 단계 230에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 정상 처리 한도 이내로 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제4, 정정된 작동기 제어(Y"'c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y"'c는 처리 목표(위에 기술된), 기정의된 정상 처리 한도, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 250에서, 펌프(2)에 관계된 모든 실제 동작 파라미터들이 대응하는, 기정의된 정상 처리 한도 이내에 드는 것으로 단계 230에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 처리 목표(위에 기술된)에 가깝게 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제4, 정정된 작동기 제어(Y"'c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y"'c는 처리 목표, 실제 동작 파라미터, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 260에서, 위에 기술된 바와 같이 측정 혹은 계산되었던 펌프(2) 및 유체에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 하나 이상은 위에 기술된 대응하는, 기정의된 비정상 처리 한도와 비교될 수 있다. 이러한 비교는 프로세서(32)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 실제 캐비테이션 심각도 레벨은 기정의된 캐비테이션 심각도 한도와 비교될 수 있다. 실제 시운전 심각도 레벨은 기정의된 시운전 심각도 한도와 비교될 수 있다. 실제 기포 심각도 레벨은 기정의된 기포 심각도 한도와 비교될 수 있다. 유량계 레벨로서의 실제 펌프 유량은 유량계로서의 기정의된 펌프 유량 한도와 비교될 수 있다. 실제 펌프 효율 레벨은 기정의된 펌프 효율 한도와 비교될 수 있다. 실제 베어링 윤활 건전성 레벨은 기정의된 베어링 윤활 건전성 한도와 비교될 수 있다. 실제 누설율 및 경향 레벨은 기정의된 누설율 및 경향 한도와 비교될 수 있다. 실제 중증 외부 누설 레벨은 기정의된 중증 외부 누설 한도와 비교될 수 있다. 진동 레벨로부터 실제 FFT 분석은 진동 한도로부터 기정의된 FFT 분석과 비교될 수 있다.
방법 단계 270에서, 펌프(2) 및 유체에 관계된 실제 동작 파라미터들 중 어느 것이든 대응하는, 기정의된 비정상 처리 한도 내에 들지 않는 것으로 단계 260에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들을 기정의된 비정상 처리 한도 이내로 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제5, 정정된 작동기 제어 신호(Y""c)(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y""c는 처리 목표(위에 기술된), 기정의된 비정상 처리 한도, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 280에서, 펌프(2) 및 유체에 관계된 모든 실제 동작 파라미터들이 대응하는, 기정의된 비정상 처리 한도 내에 드는 것으로 단계 260에서 판정되었다면, 실제 동작 파라미터들이 기정의된 처리 목표(위에 기술된)에 가깝게 가져가는 방식으로 펌프(2)를 구동하게 의도되는 제5, 정정된 작동기 제어(Y""c) 신호(즉, 제1 작동기 제어 신호(Yc)에 관하여 정정된)가 계산될 수 있다. 특히, Y""c는 처리 목표, 실제 동작 파라미터, 및 제1 작동기 제어 신호(Yc)의 함수로서 계산될 수 있다.
방법 단계 290에서, 제어기(28)의 프로세서(32)는 정정된 작동기 제어 신호(Y'c, Y"c, Y"'c, 혹은 Y""c)(위에 기술된 바와 같이 계산된) 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프(2)를 구동할, 혹은 아니면 이외 다른 정정된 신호들에 관하여 위에 기술된 기정의된 동작 한도(즉, 시스템 및 펌프 한도, 유체 한도, 정상 처리 한도, 및 비정상 처리 한도)를 거의 초과할 가능성이 없을 신호인지 판정한다.
방법 단계 300에서는, 단계 290에서 판정되었던 작동기 제어 신호(즉, Y'c, Y"c, Y"'c, 혹은 Y""c)가 제어기(28)에 의해 작동기에 전달된다. 그럼으로써, 펌프(2)는 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호에 따라 구동된다. 그러므로 펌프(2)는 손상 혹은 고장의 위험을 줄이는 동시에 펌프 효율을 최적화하는 방식으로 연속적으로 동작한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 단어가 단수로 인용된 요소 혹은 단계는 복수의 요소 혹은 단계가 명시적으로 인용되지 않는 한, 이들을 배제하지 않는 것으로서 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 "일 실시예"에 대한 언급은 인용된 특징들을 포함하는 추가의 실시예의 존재를 배제하는 것으로서 해석되게 의도된 것이 아니다.
개시된 장치의 일부 실시예는, 예를 들면, 기계에 의해 실행된다면 기계가 발명의 실시예에 따른 방법 및/또는 동작을 수행하게 할 수 있는 명령 혹은 한 세트의 명령을 저장할 수 있는 저장 매체, 컴퓨터-판독가능 매체 혹은 제조 물품을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 기계는, 예를 들면, 임의의 적합한 처리 플랫폼, 계산 플랫폼, 계산 장치, 처리 장치, 계산 시스템, 처리 시스템, 컴퓨터, 프로세서, 등을 포함할 수 있고, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체 혹은 물품은 예를 들면, 임의의 적합한 유형의 메모리 유닛, 메모리 장치, 메모리 물품, 메모리 매체, 저장 장치, 저장 물품, 저장 매체 및/또는 저장 유닛, 예를 들면, 메모리(비-일시적 메모리를 포함하는), 착탈 가능 혹은 비-착탈 가능 매체, 소거 가능 혹은 비-소거 가능 매체, 기입 가능 혹은 재-기입 가능 매체, 디지털 혹은 아날로그 매체, 하드 디스크, 플로피 디스크, 콤팩트 디스크 판독전용 메모리(CD-ROM), 콤팩트 디스크 기록 가능(CD-R), 콤팩트 디스크 재기입 가능(CD-RW), 광학 디스크, 자기 매체, 자기-광학 매체, 착탈 가능 메모리 카드 혹은 디스크, 각종 유형의 디지털 다기능 디스크(DVD), 테이프, 카세트, 등을 포함할 수 있다. 명령은 임의의 적합한 고-레벨, 저-레벨, 객체-지향, 비주얼, 컴파일링 된 그리고/또는 번역된 프로그래밍 언어를 사용하여 구현되는, 이를테면 소스 코드, 컴파일링된 코드, 번역된 코드, 실행 가능 코드, 정적 코드, 동적 코드, 암호화된 코드, 등과 같은 임의의 적합한 유형의 코드를 포함할 수 있다.
전술한 정보에 기초하여, 본 발명이 폭넓게 이용되고 응용될 수 있음이 당업자에 의해 쉽게 이해될 것이다. 많은 변형예, 수정예, 및 동등한 배열들 뿐만 아니라, 본원에 특정하게 기술되는 것들 외에 본 발명의 많은 실시예 및 개조는 본 발명의 본질 혹은 범위 내에서 본 발명 및 이의 전술한 설명으로부터 명백하게 되거나 이들에 의해 합리적으로 제시될 것이다. 따라서, 본 발명이 이의 바람직한 실시예에 관련하여 상세히 본원에 기술되었지만, 이 발명은 단지 예시적이고 본 발명의 전형이며, 실시 가능하게 하는 발명의 완전한 발명을 제공하기 위한 것임이 이해되어야 한다. 전술한 발명은 본 발명을 제한하거나 혹은 아니면 임의의 이러한 다른 실시예, 개선예, 변형예, 수정예 혹은 동등한 배열을 배제하는 것으로 해석되게 의도된 것이 아니며, 본 발명은 이에 첨부된 청구항 및 이의 등가물에 의해서만 제한된다. 특정한 용어들이 본원에서 채용되었을지라도, 이들은 일반적이고 설명의 의미로만 사용되고 한정하기 위한 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 펌프 효율을 최적화하도록 펌프를 모니터링 및 연속적으로 제어하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 하나의 처리 목표를 정의하는 단계;
    상기 적어도 하나의 처리 목표로부터 제1 작동기 제어 신호(Yc)를 도출하는 단계;
    적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 도출하는 단계;
    제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하는 단계;
    제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 유체 한도와 비교하는 단계;
    제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도와 비교하는 단계;
    제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하는 단계;
    상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c), 제3 작동기 제어 신호(Y"c), 제4 작동기 제어 신호(Y"'c), 및 제5 작동기 제어 신호(Y""c) 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호인지를 판정하는 단계; 및
    상기 펌프를 연속적으로 제어하기 위해 상기 작동기 제어 신호에 따라 상기 펌프를 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 펌프는 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도, 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도, 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도, 및 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도 내에서 작동함으로써 연속적으로 제어되어, 손상을 줄이는 동시에 펌프 효율을 최적화하도록 구동되는 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하는 상기 단계는
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도를 초과한다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 계산하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 계산하는 단계를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도와 비교하는 상기 단계는
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도를 초과한다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 계산하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 계산하는 단계를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도와 비교하는 상기 단계는
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도를 초과한다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 계산하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 계산하는 단계를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하는 상기 단계는
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도를 초과한다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 계산하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 계산하는 단계를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리 목표는 목표 펌프 속도, 목표 펌프 흡입 압력, 목표 펌프 차동 압력, 목표 펌프 토출 압력, 목표 펌프 유량, 및 목표 유체 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 시스템 및 펌프 한도는 시스템 속도 한도, 시스템 압력 한도, 시스템 유량율 한도, 시스템 온도 한도, 펌프 속도 한도, 펌프 흡입 압력 한도, 펌프 토출 압력 한도, 펌프 차동 압력 한도, 펌프 점도 한도, 및 펌프 진동 한도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 정상 처리 한도는 처리 속도 한도, 처리 흡입 압력 한도, 처리 토출 압력 한도, 처리 차동 압력 한도, 처리 유량율 한도들, 처리 온도 한도, 및 처리 진동 한도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비정상 처리 한도는 캐비테이션 심각도 한도, 시운전 심각도 한도, 기포 심각도 한도, 유량계로서의 펌프 유량 한도, 펌프 효율 한도, 베어링 윤활 건전성 한도, 누설율 및 경향 한도, 중증 외부 누설 한도, 및 진동 한도로부터 FFT 분석 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 펌프 효율을 최적화하도록 펌프를 모니터링 및 연속적으로 제어하기 위한 시스템에 있어서,
    작동기 제어 신호에 따라 상기 펌프를 구동하기 위해 상기 펌프에 동작적으로 연결된 작동기;
    상기 펌프의 여러 동작 파라미터들 및 상기 펌프에 의해 펌핑되는 유체를 모니터링하기 위해 상기 펌프에 동작적으로 연결된 적어도 하나의 센서;
    상기 작동기 및 상기 적어도 하나의 센서에 동작적으로 연결된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는
    적어도 하나의 기정의된 처리 목표로부터 제1 작동기 제어 신호(Yc)를 도출하고;
    상기 적어도 하나의 센서로부터 수집된 정보로부터 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 도출하고;
    제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도와 비교하고;
    제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 유체 한도와 비교하고;
    제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도와 비교하고;
    제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 판정하기 위해 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터를 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도와 비교하고;
    상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c), 제3 작동기 제어 신호(Y"c), 제4 작동기 제어 신호(Y"'c), 및 제5 작동기 제어 Y""c 신호들 중 어느 것이 최저 펌프 속도, 최저 펌프 압력, 최저 펌프 온도, 또는 최저 펌프 유량율 중 적어도 하나 또는 그것의 조합들로 펌프를 구동하는 작동기 제어 신호인지를 판정하고;
    상기 펌프를 연속적으로 제어하기 위해 상기 작동기 제어 신호를 상기 작동기에 전달하게 구성되고,
    상기 펌프는 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도, 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도, 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도, 및 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도 내에서 작동함으로써 연속적으로 제어되어, 손상을 줄이는 동시에 펌프 효율을 최적화하도록 구동되는 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도를 초과한다면 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 계산하고, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 시스템 및 펌프 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제2 작동기 제어 신호(Y'c)를 계산하게 구성된, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도를 초과한다면 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 계산하고, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 유체 한도를 초과하지 않는다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제3 작동기 제어 신호(Y"c)를 계산하게 구성되는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도를 초과한다면, 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 계산하고, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 정상 처리 한도를 초과하지 않는다면 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제4 작동기 제어 신호(Y"'c)를 계산하게 구성되는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제어기는 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도를 초과한다면 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 계산하고, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터가 상기 적어도 하나의 기정의된 비정상 처리 한도를 초과하지 않는다면 상기 적어도 하나의 처리 목표, 상기 적어도 하나의 실제 동작 파라미터, 및 상기 제1 작동기 제어 신호의 함수에 기초하여 상기 제5 작동기 제어 신호(Y""c)를 계산하게 구성된, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 처리 목표는 목표 펌프 속도, 목표 펌프 흡입 압력, 목표 펌프 차동 압력, 목표 펌프 토출 압력, 목표 펌프 유량, 및 목표 유체 온도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 시스템 및 펌프 한도는 시스템 속도 한도, 시스템 압력 한도, 시스템 유량율 한도, 시스템 온도 한도, 펌프 속도 한도, 펌프 흡입 압력 한도, 펌프 토출 압력 한도, 펌프 차동 압력 한도, 펌프 점도 한도, 및 펌프 진동 한도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  18. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 정상 처리 한도는 처리 속도 한도, 처리 흡입 압력 한도, 처리 토출 압력 한도, 처리 차동 압력 한도, 처리 유량율 한도들, 처리 온도 한도, 및 처리 진동 한도 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  19. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비정상 처리 한도는 캐비테이션 심각도 한도, 시운전 심각도 한도, 기포 심각도 한도, 유량계로서의 펌프 유량 한도, 펌프 효율 한도, 베어링 윤활 건전성 한도, 누설율 및 경향 한도, 중증 외부 누설 한도, 및 진동 한도로부터 FFT 분석 중 적어도 하나를 포함하는, 펌프 모니터링 및 제어 시스템.
  20. 삭제
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