SE535892C2 - Metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation - Google Patents

Abstract

Uppfinningen hänför sig till en metod för styrning avåtminstone en del av en pumpstation innefattande ett antalvarvtalsreglerade pumpar, metoden är anordnad att minimeraden specifika energiförbrukningen Eflæchos nämnda åtminstoneen del av en pumpstation och innefattar en submetod som isin tur innefattar stegen att: erhålla indata, fastställa deinbördes relativa förhållandena mellan ett första värde Alpå en storhet motsvarande ett första pumpvarvtal V1 och ettandra värde A2 på nämnda storhet motsvarande en andrapumpvarvtal V2, och mellan en första specifik energiför-brukning Eflæcl och en andra specifik energiförbrukningE¶æC2, och fastställa ett tredje värde A3 på nämnda storhetdär A3 sätts lika medA2-B3 om villkoren A2Al och ESmæ2Al och E¶æC2>E¶æCl är uppfyllda, där B3, B4, B5 motsvarande ett tredje pumpvarvtal V3, uppfyllda, E¶æc2>E¶æCl är uppfyllda, och B6 är parametrar av nämnda storhet. Publikationsbild: Figur 3

Description

535 B92 Dock är varvtalsregering baserat på en pumps nominella kurvdiagram behäftat med vissa nackdelar. Det är en nackdel att en pumpmodells kurvdiagram inte nödvändigtvis är exakt samma för varje pumpindivid inom denna pumpmodell, vidare är pumpmodellens nominella kurvdiagram statisk över tiden vilket inte är sant för den specifika pumpindividen reella kurvdiagram. Närmare bestämt kommer pumpindividens reella kurvdiagram att ändras i takt med att pumpens delar slits vilket medför att pumpindividens optimala strömmatnings- frekvens/pumpvarvtal inte sammanfaller med pumpmodellens optimala strömmatningsfrekvens/pumpvarvtal. Därtill kommer utformningen av pumpstationen och omkringliggande rörsystem att påverka pumpindividens reella kurvdiagram, vilken påverkan kan vara svår eller omöjlig att förutse och/eller beräkna.

Idag finns anordningar som mäter pumpad vätskevolym och energiförbrukning vid specifika strömmatningsfrekvenser/ pumpvarvtal, se exempelvis WOZOO9/053923, dock är det dyrt och komplicerat att mäta pumpad vätskevolym samt att det krävs extrautrustning avsedd enbart för ändamålet att mäta pumpad vätskevolym.

Kortfattad beskrivning av uppfinningens syften och särdrag Den föreliggande uppfinningen tar sikte på att undan- röja ovannämnda nackdelar och tillkortakommanden hos tidigare kända metoder för styrning av åtminstone en del av en pumpstation och att tillhandahålla en förbättrad metod.

Ett grundläggande syfte med uppfinningen är att tillhanda- hålla en förbättrad metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation av inledningsvis definierad typ, vilken inte kräver att den pumpade vätskevolymen behöver mätas.

Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation, som är självreglerande i takt med att pumpens delar slits och byts ut, samt är självreglerande 10 15 20 25 30 35 535 892 utifrån utformningen av själva pumpstationen och de omkring- liggande rören.

Det är ett annat syfte med den föreliggande uppfin- ningen att tillhandahålla en metod, utförande tar indirekt hänsyn till storleken den pumpade volymen utan att mäta densamma. som i ett föredraget Kortfattad beskrivning av uppfinningens särdrag Enligt uppfinningen uppnås åtminstone det grundläggande syftet medelst den inledningsvis definierade metoden, vilken är kännetecknad av att densamma innefattar en submetod som innefattar stegen att - erhålla indata i form av en uppsättning parametrar, - fastställa, baserat på nämnda uppsättning parametrar, det inbördes relativa förhållandet mellan ett utifrån nämnda uppsättning parametrar härlett första värde A1 på en storhet motsvarande ett första pumpvarvtal V1, vilket första värde Al hänför sig till en fiktiv eller förlöpt första driftsperiod tl, och ett från nämnda uppsättning parametrar härlett andra värde A2 på nämnda storhet motsvarande ett andra pumpvarvtal V2, vilket andra värde A2 hänför sig till en fiktiv eller förlöpt andra drifts- period t2, och mellan en utifrån nämnda uppsättning parametrar härledd första specifik energiförbrukning Eflæcl som hänför sig till nämnda första driftsperiod tl, och en från nämnda uppsättning parametrar härledd andra specifik energiförbrukning E¶æc2 som hänför sig till nämnda andra driftsperiod t2, - fastställa, baserat pà nämnda fastställda inbördes rela- tiva förhållanden, utdata i form av ett tredje värde A3 på nämnda storhet motsvarande ett tredje pumpvarvtal V3 för en tredje driftsperiod t3, där A3 sätts lika med A2- B3 om villkoren A2 sätts lika med A2+B4 om villkoren A2>A1 och E¶æc2 uppfyllda, A3 sätts lika med A2+B5 om villkoren A2 10 15 20 25 30 535 892 E“æc2>E$mCl är uppfyllda, och A3 sätts lika med A2-B6 om villkoren A2>Al och E¶æc2>E¶æC1 är uppfyllda, där B3, B4, B5 och B6 är parametrar av nämnda storhet.

Således är den föreliggande uppfinningen baserad på insikten att summan av den pumpade vätskevolymen under en viss tidsperiod, exempelvis 24 timmar eller en multipel av 24 timmar, tid.

Föredragna utföranden av den föreliggande uppfinningen är mer eller mindre konstant sett över en längre är vidare definierade i de beroende kraven.

Företrädesvis innefattar uppsättningen parametrar nämnda första värde A1 på nämnda storhet och tillhörande första specifika energiförbrukning Eqæcl, samt nämnda andra värde A2 på nämnda storhet och tillhörande andra specifika energiförbrukning E¶mc2.

Företrädesvis utgörs det första värdet Al på nämnda storhet av pumpvarvtalet V1 eller en första strömmatnings-I frekvens Fl, och det andra värdet A2 på nämnda storhet av pumpvarvtalet V2 eller en andra strömmatningsfrekvens F2, och det tredje värdet A3 pà nämnda storhet av pumpvarvtalet V3 eller en tredje strömmatningsfrekvens F3.

Ytterligare fördelar med och särdrag hos uppfinningen framgår av övriga osjälvständiga krav samt av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden.

Kortfattad beskrivning av ritningarna En mer fullständig förståelse av ovannämnda och andra särdrag och fördelar hos den föreliggande uppfinningen kommer att framgå av den följande, detaljerade beskrivningen av föredragna utföranden med hänvisning till de bifogade ritningarna, pà vilka: Fig. 1 är en schematisk illustration av en pumpstation, 10 15 20 25 30 35 535 B32 Fig. 2 är ett flödesschema visande ett föredraget utförande av den uppfinningsenliga metoden, är ett flödesschema visande ett alternativt utför- ande av den uppfinningsenliga metoden, Fig. 3 Fig. är ett flödesschema visande submetoden ”Hitta V3", Fig. är ett diagram som schematiskt visar förhållandet mellan specifik energiförbrukning Eäæc och pump- varvtal Vwmv, och Fig. 6 är ett diagram som schematiskt visar hur pump- stationsvätskenivàn h ändras över tiden T.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföranden Inledningsvis skall påpekas att termen "specifik energiförbrukning Eflæc" såsom används i kraven såväl som i beskrivningen avser och är ett mätt på energiförbrukning per tidsenhet hos en eller flera pumpar, eller hos en eller flera pumpstationer, etc. Specifik energiförbrukning beräknas häri enligt Eflmc = k * E, där E är reell energiför- brukning under en viss förlöpt tidsperiod och k är en tids- parameter som är ett mått på nämnda förlöpta tidsperiod, föredragna utföranden av fastställning av tidsparametern k beskrivs senare i samband med olika utföringsexempel. I det enklaste utförandet är k lika med 1.

I figur 1 visas en pumpstation, generellt betecknad 1, innefattande ett antal varvtalsreglerade pumpar 2, dvs. en eller flera och vanligtvis två stycken, anordnade att pumpa vätska från en i pumpstationen 1 ingående pumpgrop 3 till ett utloppsrör 4 och vidare bort från pumpstationen 1.

Vidare innefattar pumpstationen 1 åtminstone ett nivàdon 5 anordnat att fastställa pumpstationsvätskenivån h, det skall påpekas att nivådonet 5 kan vara en enskild anordning som är operativt förbunden med en extern styrenhet 6, vara opera- tivt förbunden med en av nämnda antal varvtalsreglerade pumpar 2, vara inbyggd i en av nämnda antal varvtals- reglerade pumpar 2, etc. Nämnda antal varvtalsreglerade 10 15 20 25 30 35 535 882 pumpar 2 är företrädesvis operativt förbundna med den externa styrenheten 6 i syfte att medge reglering av pump- varvtalet, alternativt kan åtminstone en av nämnda antal varvtalsreglerade pumpar 2 innefatta en inbyggd styrenhet (inte visad).

Med ordalydelsen ”varvtalsreglerad” omfattas alla tänkbara sätt att ändra en pumps varvtal, framförallt avses strömmatningsfrekvensreglering medelst en frekvensomformare, VFD, som är inbyggd i en pump eller som är extern, varvid den externa VFDn företrädesvis är anordnad vid den externa styrenheten 6. Dock avses även internt eller externt styrd matarspänningsreglering, intern mekanisk broms som före- trädesvis verkar på pumpens drivaxel, etc. Således är det på en övergripande nivå av uppfinningen inte centralt hur pumpens varvtal regleras, bara att pumpens varvtal kan regleras/styras.

Den uppfinningsenliga metoden är inriktad på att styra åtminstone en del av en dylik pumpstation l som innefattar ett antal varvtalsreglerade pumpar 2, i syfte att minimera den specifika energiförbrukningen Eflæc hos nämnda åtminstone en del av en pumpstation 1. Pumpstation l skall i detta sammanhang ses som en avgränsad anläggning till vilken inkommande vätska anländer och från vilken utgående vätska pumpas. Pumpstationen skall, vad beträffar den föreliggande uppfinningen, betraktas oberoende av typ av vätska och oberoende av varifrån vätskan kommer och vart vätskan skall pumpas. Med ordalydelsen ”ett antal varvtalsstyrda pumpar", avses en i heltal angiven mängd pumpar 2 där den enskilda pumpens varvtal kan regleras, företrädesvis genom att ström- matningsfrekvensen F till varje pump kan regleras i syfte att ändra den specifika pumpens varvtal, varvid varvtalet är proportionerligt mot strömmatningsfrekvensen. Således kan en dylik pumpstation 1 innefatta en eller flera pumpar, av vilka åtminstone en pump 2 är varvtalsreglerad. I fallet då pumpstationen innefattar ett flertal varvtalsreglerade 10 15 20 25 30 35 535 892 pumpar 2 kan lämplig alternering ske mellan dem, hanteras häri. vilket inte Grundläggande för den föreliggande uppfinningen är att den pumpade vätskevolymen inte mäts eller nyttjas i samband med fastställandet av specifik energiförbrukning Efiæc. Upp- finningen grundar sig istället på att summan av den pumpade vätskevolymen under en viss tidsperiod, vanligtvis 24 timmar, är mer eller mindre konstant sett över en längre tid. Nämnda tidsperiod benämns hädanefter i denna patent- ansökning driftsperiod och har företrädesvis tidslängden n*24 timmar, där n är ett positivt heltal. Det skall inses att driftsperioden även kan ha en annan tidslängd utan att den föreliggande uppfinningstanken frángàs, och/eller att driftsperiodens tidslängd varierar över âret.

Det skall påpekas att den uppfinningsenliga metoden kan implementeras för en eller flera kompletta pumpstationer vilka direkt eller indirekt kommunicerar med varandra, för en pump eller för flera pumpar vilka direkt eller indirekt kommunicerar med varandra. Metoden kan exempelvis vara implementerad i en inbyggd styrenhet i en pump 2 eller i den externa styrenheten 6 i ett kontrollskàp, varvid den externa styrenheten 6 är operativt förbunden med pumpen 2. Fort- sättningsvis kommer uppfinningen att beskrivas implementerad i en pump 2 i en pumpstation 1 om inget annat anges, dock gäller motsvarande då uppfinningen är implementerad i en extern styrenhet 6.

Pumpstationen 1 har en pumpstationsvätskenivå som betecknas h och som i den föreliggande patentansökningen är avståndet mellan vätskenivàn i pumpgropen 3 och pumpens 2 inlopp (se figur 1), pumpstationsvätskenivån h är direkt kopplad till pumpens 2 reella uppfodringshöjd, som ökar med sjunkande pumpstationsvätskenivå h. Dà pumpgropen 3 fylls på med vätska stiger pumpstationsvätskenivàn h och när pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska sjunker pumpstationsvätske- nivån h. Det skall påpekas att pumpgropen 3 kan fyllas pá 10 15 20 25 30 35 535 B92 med vätska samtidigt som pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska.

Genomgående i denna skrift benämns den pågående drifts- perioden även den tredje driftsperioden t3, vilken har föregåtts av en fiktiv eller förlöpt första driftsperiod tl och en fiktiv eller förlöpt andra driftsperiod t2. Fiktiva driftsperioder används då förlöpta/verkliga driftsperioder ännu inte förekommit, exempelvis vid uppstart eller omstart av pumpen, pumpstationen, pumpstationens register, etc. Den första driftsperioden tl, den andra driftsperioden t2 och den tredje driftsperioden t3 behöver nödvändigtvis inte vara direkt efterföljande varandra, utan kan åtskiljas av en eller flera driftsperioder för vilka parametrar inte regi- strerats. När den tredje driftsperioden t3 avslutats och parametrar registrerats kommer således densamma således att betraktas som en andra driftsperiod t2 och en ny drifts- period löper, eventuellt en ny tredje driftsperiod t3, den tidigare andra driftsperioden kommer att utgöra den första driftsperioden tl, och den tidigare första driftsperioden kommer att falla ur registret och/eller eventuellt arkiveras för att kunna analysera utvecklingen hos pumpstationen 1.

I figurerna 2 och 3 visas föredragna utföranden av en metod, generellt betecknad 7, för styrning av åtminstone en del av en pumpstation 1 innefattande ett antal frekvens- reglerade pumpar 2. Det skall påpekas att den uppfinnings- enliga metoden 7 kan byggas ut med en eller flera sub- metoder, och/eller köras parallellt/sekventiellt med andra styrmetoder. I samband med beskrivning nedan skall även figur 5 beaktas, dock skall det inses att den i figur 5 inritade kurvan inte nödvändigtvis finns registrerad och behövs inte för den uppfinningsenliga metoden.

Hänvisning sker nu till figurerna 2 och 3 och till de metodsteg som är gemensamt för de föredragna utförandena.

Metoden 7 startar och därefter kontrolleras om pumpstationen 1 befinner sig mitt i en pågående tredje driftsperiod t3 eller om den tredje driftsperioden t3 precis avslutats, dvs. 10 15 20 25 30 35 535 892 huruvida villkoret T2t3 är uppfyllt, där T är förfluten tid av pågående driftsperiod. I samband med att en driftsperiod avslutas och en annan påbörjas nollställs mätningen av förfluten tid T av pågående driftsperiod. Det skall påpekas att T även kan utgöras av verklig eller absolut tid och i det fallet kontrolleras istället sambandet mellan verklig tid och en multipel av den tredje driftsperioden, dvs. exempelvis var gång den verkliga tiden slår 00:00 startar en ny driftsperiod.

Då en driftsperiod precis avslutats går metoden 7 vidare till en submetod, kallad ”Hitta V3", som syftar till att hitta optimalt pumpvarvtal V3 för den tredje drifts- perioden t3 som nyss startats eller som kommer att startas senare, i syfte att minimera den specifika energiförbruk- ningen Eæwc för nämnda åtminstone en del av en pumpstation l. Submetoden "Hitta V3” kommer att beskrivas mer i detalj nedan efter det att den övergripande metoden 7 beskrivits.

Efter submetoden ”Hitta V3" eller om pumpstationen 1 befinner sig mitt i den pågående tredje driftsperioden t3, dvs. om villkoret T2t3 inte är uppfyllt, fortsätter metoden 7 till nästa metodsteg "Inhämta pumpstationsvätskenivà, h”.

Pumpstationsvätskenivån h fastställs med hjälp av någon form av sedvanligt nivådonsarrangemang, som kan innefatta en eller flera samverkande nivådon 5, exempelvis kontinuerliga och/eller diskreta nivàdon. När pumpstationsvätskenivån h inhämtats kontrolleras om pumpstationsvätskenivån h i pump- gropen 3 är lägre än den vätskenivå som motsvarar en pump- stoppvätskenivå hüqm, dvs. huruvida villkoret h uppfyllt. Om villkoret h talet Vmmw lika med noll och den eventuellt aktiverade pumpen 2 stängs av och metoden 7 avslutas och återgår till start. Om villkoret h vätskenivàn i pumpgropen 3 är högre än den vätskenivån som motsvarar en pumpstartvätskenivå hüam, dvs. huruvida vill- koret h>hua“ är uppfyllt. Om villkoret h>h“aÜ är uppfyllt aktiveras pumpen 2 med ett pumpvarvtal Vmmm som är lika med IO 15 20 25 30 35 535 B92 10 det för den págáende tredje driftsperioden t3 aktuella pumpvarvtalet V3, som tidigare fastställts medelst sub- metoden ”Hitta V3”. Om villkoret h>h“Å“ inte är uppfyllt eller efter det att pumpen 2 aktiverats med pumpvarvtalet V3 avslutas metoden 7 och återgår till start enligt det föredragna utförandet enligt figur 2.

Enligt det alternativa utförandet enligt figur 3 kontrolleras om pumpstationsvätskenivån h i pumpgropen 3 sjunker/minskar om villkoret h>h“¿n inte är uppfyllt eller efter det att pumpen 2 aktiverats med pumpvarvtalet V3. Om pumpstationsvätskenivàn h sjunker visar det att pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska och att vätskenivàn i pumpgropen 3 sjunker men att pumpstoppvätskenivån hsumpännu inte nåtts.

Metoden 7 avslutas och återgår till start. Det skall påpekas att stegen att kontrollera villkoren hh“¿n, tillsammans med respektive tillhörande efterföljande metod- steg, kan byta inbördes plats utan att metoden i övrigt påverkas.

Om pumpstationsvätskenivån h inte sjunker kontrolleras om pumpen är aktiv, dvs. huruvida pumpens varvtal Vmmw är skilt från noll. Om pumpens varvtal Vßmw är lika med noll visar det på att pumpstationsvätskenivàn h befinner sig mellan pumpstoppvätskenivà hfiqw och pumpstartvätskenivà huafl och att pumpstationen befinner sig i ett pàfyllnads- tillstånd i driftsperioden, varpå metoden 7 avslutas och återgår till start. Om pumpens varvtal Vpmw är skilt fràn noll visar det i normalfallet att pumpen 2 är aktiv och pumpar ut vätska men att det momentana vätskeinflödet till pumpstationen 1 är lika med eller större än vätskeutflödet, alternativt är det en indikation på att pumpen 2 inte alls är aktiv, exempelvis till följd av att densamma är trasig, alternativt är det en indikation på att pumpvarvtalet är mindre än ett minsta möjliga pumpvarvtal Vmn som pumpen 2 kan ha och fortfarande klara av att pumpa vätska. Då pumpstationsvätskenivån h inte sjunker ökas pumpvarvtalet Vmmp med en parameter Bl, företrädesvis motsvarande en 10 15 20 25 30 35 535 892 H strömmatningsfrekvensökning på 1-5 Hz, och därtill ökas det för den pågående tredje driftsperioden t3 aktuella pump- varvtalet V3 med en parameter B2, företrädesvis motsvarande en strömmatningsfrekvensökning på 0,1-0,5 Hz. Därefter avslutas metoden 7 och återgår till start.

Det skall påpekas att under en och samma driftsperiod, under normal drift, kan pumpen 2 vara aktiv ett flertal gånger. Det skall vidare påpekas att pumpstationen l kan ha en maximalt tillåten pumpstationsvätskenivå mm, och om denna uppnås ökas företrädesvis pumpens 2 pumpvarvtal till ett högre pumpvarvtal eller till ett maximalt tillåtet pumpvarv- tal VM” för att förhindra att pumpgropen 3 översvämmas och om detta inte hjälper startas ytterligare en eller flera pumpar, företrädesvis med nämnda maximalt tillåtna pumpvarv- talet Wmx, med det för den pågående tredje driftsperioden t3 aktuella pumpvarvtalet V3, eller med annat lämpligt pump- varvtal. Om pumpstationen l innefattar flera pumpar kan de alternerande vara aktiva under en och samma driftsperiod.

I anslutning till att den tredje driftsperioden t3 avslutats, i ett föredraget utförande, registreras det för den tredje driftsperioden t3 aktuella pumpvarvtalet V3 och den för den tredje driftsperioden t3 aktuella specifika energiförbrukningen E¶æc3. I ett alternativt utförande registreras huruvida pumpvarvtalet V3 är större eller mindre än pumpvarvtalet V2 för den andra driftsperioden t2 och huruvida den specifika energiförbrukningen EQEC3 är större eller mindre än den specifika energiförbrukningen ESNCZ för den andra driftsperioden t2. Istället för tredje pumpvarv- talet V3 kan motsvarande tredje värde A3 på en ekvivalent storhet användas vid registrering. Den ekvivalenta storheten kan vara strömmatningsfrekvens, matarspänning, mekanisk bromskraft på pumpens drivaxel, eller annan motsvarande ekvivalent storhet. Det skall påpekas att om den uppfin- ningsenliga metoden 7 under en pågående tredje driftsperiod t3 behöver sätta pumpvarvtalet Vwmptill något värde som 10 15 20 25 30 35 535 B92 12 skiljer sig från exempelvis noll och V3, skall denna drifts- periods parametrar företrädesvis inte registreras.

Submetoden ”Hitta V3” visas i figur 4 och börjar med steget att erhålla/inhämta indata i form av en uppsättning parametrar, denna uppsättning parametrar kan vara satta parametrar motsvarande två fiktiva driftsperioder, regi- strerade parametrar motsvarande två förlöpta driftsperioder, eller en kombination av satta parametrar motsvarande en fiktiv driftsperiod och registrerade parametrar motsvarande en förlöpt driftsperiod. Parametrar satta av operatör/pump- tillverkare/programmerare används exempelvis vid pump- stationens 1 inledande verkliga driftsperioder, till dess att registrerade parametrar finns att tillgå.

Baserat på nämnda uppsättning parametrar fastställs sedan det inbördes relativa förhållandet mellan, ett utifrân nämnda uppsättning parametrar härlett första värde A1 på nämnda vilket första värde Al hänför sig till en fiktiv eller förlöpt första driftsperiod tl, och ett från nämnda uppsättning parametrar härlett andra värde A2 på nämnda storhet motsvar- ande ett andra pumpvarvtal V2, vilket andra värde A2 hänför sig till en fiktiv eller förlöpt andra driftsperiod t2, och mellan en utifrån nämnda uppsättning parametrar härledd första specifik energiförbrukning Eqcl som hänför sig till nämnda första driftsperiod tl, storhet motsvarande ett första pumpvarvtal V1, och en från nämnda uppsätt- ning parametrar härledd andra specifik energiförbrukning E¶mc2 som hänför sig till nämnda andra driftsperiod t2.

Baserat på nämnda fastställda inbördes relativa för- hållanden fastställs sedan utdata i form av ett tredje värde A3 på nämnda storhet motsvarande ett tredje pumpvarvtal V3 för en tredje driftsperiod t3, vilken kan vara den efter den andra driftsperioden t2 direkt efterföljande driftsperioden eller kan vara en kommande driftsperiod. Det tredje värdet A3 på storheten sätts lika med A2-B3 om villkoren A2 E“æC2A1 och EflæC2 10 15 20 25 30 35 535 B92 13 A2E¶æc1 är uppfyllda, och lika med A2-B6 om villkoren A2>A1 och EwuQ>EsWCl är uppfyllda, där B3, B4, B5 och B6 är parametrar av nämnda storhet. Därefter återgår ”Hitta V3” till metoden 7.

Parametrarna B3, B4, B5 och B6 som vardera utgör skill- naden mellan det tredje värdet A3 och det andra värdet A2, är företrädesvis i förväg bestämda värden, submetoden alternativt vari- förhåll- andet mellan A1 och A2, och/eller förhållandet mellan Eflæcl och EMECZ, etc. B5 och B6 har före- dock är det tänkbart att parametrarna B3, B4, B5 och B6 har olika värden i syfte att förhindra att submetoden ”Hitta V3” hoppar fram och tillbaka mellan två värden kring ett optimalt pumpvarvtal. I ett alternativt utförande är parametern B3 lika med BS som är skild från B4 som i sin tur är lika med B6. Parametrarna B3, B4 B5 och B6 motsvarar vardera företrädesvis en strömmatningsfrekvens- ändring som är större än 0,5 Hz, trädesvis mindre än 2 Hz, abler som exempelvis är beroende av värdet pà A2, Parametrarna B3, B4, trädesvis samma värde, och mindre än 5 Hz, före- och allra helst l Hz. Företrädes- vis motsvarar en strömmatningsfrekvensändring på 1 Hz ungefär en ändring av pumpvarvtalet med 2-5%-enheter där det maximalt tillåtna pumpvarvtalet Vmm används som referens- punkten 100%. Det är vidare föredraget att parametrarna B3, B4 B5 och B6 sänks, exempelvis halveras eller tredelas, om det framgår att submetoden ”Hitta V3" hoppar fram och till- baka kring ett optimalt pumpvarvtal. Det skall påpekas att den ovannämnda parametern B2, då den visas i samma storhet som parametrarna B3, B4 B5 och B6, hållande till B3, B4 B5 och B6, exempelvis i storleksord- ningen mindre än 15% av B3, B4, BS och/eller B6.

I föredragna utföranden utgörs det första värdet Al på nämnda storhet av pumpvarvtalet V1, skall vara liten i för- en första strömmatnings- frekvens F1 eller en första matarspänning Sl, och det andra värdet A2 på nämnda storhet av pumpvarvtalet V2, en andra strömmatningsfrekvens F2 eller en andra matarspänning S2, och det tredje värdet A3 på nämnda storhet av pumpvarvtalet 10 15 20 25 30 35 535 892 14 V3, en tredje strömmatningsfrekvens F3 eller en tredje matarspänning S3.

I ett föredraget utförande innefattar ovannämnda upp- sättning parametrar nämnda första värde Al på nämnda storhet och tillhörande första specifika energiförbrukning Ewmd, samt nämnda andra värde A2 på nämnda storhet och tillhörande andra specifika energiförbrukning EMWCZ. I ett alternativt utförande innefattar uppsättningen parametrar exempelvis nämnda andra värde A2 samt funktionen på det kurvsegment som sträcker sig mellan det andra värdet A2 och det första värdet Al, varpå ovannämnda inbördes relativa förhållanden kan fastställas. I ett ytterligare alternativt utförande innefattar uppsättningen parametrar det andra värdet A2 och det första värdet A1, samt lutningen på det kurvsegment som sträcker sig mellan de båda värdena på storheten, varpå ovannämnda inbördes relativa förhållanden kan fastställas.

Det skall påpekas att det finns ytterligare uppsättningar parametrar från vilka man kan fastställa ovannämnda inbördes relativa förhållanden, även om inte fler utföringsexempel visas här. Det skall påpekas att värden från ytterligare fiktiva eller förlöpta driftsperioder kan användas för att kontrollera om submetoden ”Hitta V3” hoppar fram och till- baka kring ett optimalt pumpvarvtal.

Nedan kommer olika sätt att beräkna den specifika energiförbrukningen Eflæc att presenteras, närmare bestämt hur tidsparametern k i det ovannämnda uttrycket för specifik energiförbrukning E¶æc=k*E beräknas.

Enligt en första variant är längden pà en driftsperiod n*24 timmar och tidsparametern k beräknas enligt k=l/(n*24).

Denna variant används när inflödet är förutsägbart och i det närmaste konstant för en driftsperiod sett över en längre tidsperiod.

Enligt en andra variant är längden på en driftsperiod n*24 timmar och tidsparametern k beräknas enligt k=l/(c*(n*24)), där c är en utjämningsparameter. Denna variant används när inflödet är mindre förutsägbart och mer 10 15 20 25 30 35 535 B92 15 oregelbundet för en driftsperiod sett över en längre tids- period.

Utjämningsparametern C kan företrädesvis beräknas enligt c=xp¿/Ztpà, där xpá är antalet gånger en pump aktiverats under en förlöpt driftsperiod, och Ztgà är den summerade tiden som pumpen varit aktiv under den förlöpta driftsperioden.

Alternativt kan utjämningsparametern c beräknas enligt c=2L/Ztpà, där L är den vertikala höjden mellan pumpstart- vätskenivàn hflafi och pumpstoppvätskenivån hfiqm och ZL är den summerade höjden som pumpats ut under en förlöpt driftsperiod, oaktat inflödet då pumpen 2 varit aktiv. Etfi är den summerade tiden som pumpen varit aktiv under den förlöpta driftsperioden.

Enligt en tredje variant är längden på en driftsperiod s sekunder, där s är ett positivt heltal och tidsparametern k beräknas enligt k=1/(c*s), där c är utjämningsparametern.

Se figur 6, där Atp¿ är lika med Atav som vardera är lika med driftsperiodens längd, s sekunder. Längden s sekunder på driftsperioden är företrädesvis i området 60-120 sekunder.

Utjämningsparametern c beräknas företrädesvis enligt c=(Ahp¿+ Ahav), där Ahpà är pumpstationsvätskenivåförändringen under en förlöpt driftsperiod, vilken förlöpta driftsperiod äger rum i anslutning till slutet av en aktiv period under vilken en av nämnda antal varvtalsreglerade pumpar 2 är aktiv och vilken direkt efterföljs av en inaktiv period under vilken nämnda pump är inaktiv, och Ahn är pump- stationsvätskenivåförändringen under en efterföljande driftsperiod, vilken efterföljande driftsperiod äger rum i anslutning till början av den direkt efterföljande inaktiva perioden. I denna variant antas att inflödet i början av en inaktiv period är detsamma som inflödet i slutet av den föregående aktiva perioden. Genom att summera Ahpà och Ahav tas hänsyn till hur stort inflödet troligtvis var då pumpen 2 var aktiv. Atpá och Atav skall vara belägna så nära som möjligt den tidpunkt då pumpstationsvätskenivån h när pump- 10 15 20 25 30 535 882 16 stoppvätskenivàn hsump, dock skall Atpà vara tillräckligt långt borta från den tidpunkt då pumpstationsvätskenivån h når pumpstoppvätskenivàn hsump för att inte påverkas av så kallade sörplingseffekter hos pumpen 2, suger luft, dvs. att pumpen 2 och Atu skall vara tillräckligt långt borta från den tidpunkt då pumpstationsvätskenivàn h når pump- stoppvätskenivån h“°m,för att inte påverkas av sà kallade häverteffekter hos utloppsröret 4, att vätska dras med i utloppsröret 4 på grund av trögheten hos den pumpade vätskan trots att pumpen 2 eller återflödes- effekt från utloppsröret 4 när pumpen 2 stängts av. dvs. stängts av, för Den uppfinningsenliga metoden 7 kan implementeras styrning av en pump, såsom beskrivits ovan. Vidare kan metoden 7 implementeras på en pumpstation innefattande flera varvtalsstyrda pumpar 2, där registrering och styrning företrädesvis sker i den externa styrenheten 6. Antingen kan styrningen ske för hela pumpstationen 1 oberoende av vilken pump som varit aktiv, eller för varje pump för sig. Då styrning sker för hela pumpstationen 1 tas hänsyn till varje registrerad driftsperiod oberoende av vilken pump som varit aktiv, vilket ger en snabbare rörelse mot det optimala varvtalet för den enskilda pumpen än när styrningen sker för varje pump för sig, samt att den externa styrenheten 6 inte behöver veta hur många varvtalsstyrda pumpar 2 som är anslutna. Fördelen med att styrningen sker för varje pump för sig är att den enskilda pumpindividens karaktäristik inte påverkar andra pumpindivider, dvs. olika typer av pumpar och olika gamla pumpar kan användas sida vid sida. I en alternativ implementering sker registrering och styrning i en inbyggd styrenhet i varje enskild pump 2, företrädesvis kan två dylika pumpar vara operativt förbundna med varandra för att utväxla information kring senast kända tredje pumpvarvtal V3. 10 15 535 B92 17 Tänkbara modifikationer av uppfinningen Uppfinningen är ej begränsad blott till de ovan besk- rivna och på ritningarna visade utförandena, vilka enbart har illustrerande och exemplifierande syfte. Således kan utrustningen modifieras på alla tänkbara sätt inom ramen för de bifogade kraven.

Det skall också påpekas att fastän termerna ”varv- talsreglering” och ”pumpvarvtal” för enkelhets skull har använts i kraven såväl som i beskrivningen, skall det inses att även andra ekvivalenta värden inkluderas, såsom ström- matningsfrekvensreglering, matarspänningsreglering, etc., vilka alla syftar till att ändra pumpens varvtal, och vilka alla har ett entydigt förhållande till pumpvarvtal.

Det skall påpekas att även om det ej är uttryckligen angivet att särdrag från ett specifikt utförande kan kombi- neras med särdragen i ett annat utförande, skall detta anses uppenbart då så är möjligt.

Claims (14)

10 15 20 25 30 535 892 18 Patentkrav

1. l. Metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation (2), är anordnad att minimera den specifika (1) innefattande ett antal varvtalsreglerade pumpar varvid metoden (7) energiförbrukningen Eflæchos nämnda åtminstone en del av en pumpstation, kännetecknad av, (Hitta V3) - erhålla indata i form av en uppsättning parametrar motsvarande en fiktiv eller förlöpt första driftsperiod tl och en fiktiv eller förlöpt andra driftsperiod t2, - fastställa, baserat på nämnda uppsättning parametrar, det inbördes relativa förhållandet mellan att densamma innefattar en submetod som innefattar stegen att ett utifrån nämnda uppsättning parametrar härlett första värde Al på en storhet motsvarande ett första pumpvarvtal Vl, vilket första värde Al hänför sig till nämnda första driftsperiod tl, och ett från nämnda uppsättning parametrar härlett andra värde A2 på nämnda storhet motsvarande ett andra pumpvarvtal V2, vilket andra värde A2 hänför sig till nämnda andra driftsperiod t2, och mellan en utifrån nämnda uppsättning parametrar härledd första specifik energiförbrukning Eflæcl som hänför sig till nämnda första driftsperiod tl, och en från nämnda uppsättning parametrar härledd andra specifik energiförbrukning E¶æc2 som hänför sig till nämnda andra driftsperiod t2, - fastställa, baserat på nämnda fastställda inbördes rela- tiva förhållanden och på parametrar B3, B4, B5 och B6 av nämnda storhet, utdata i form av ett tredje värde A3 på nämnda storhet motsvarande ett tredje pumpvarvtal V3 för en tredje driftsperiod t3, där A3 sätts lika med A2-B3 om villkoren A2 E¶æC2 10 15 20 25 30 35 535 B92 19 A3 sätts lika med A2+B4 om villkoren A2>Al och E¶mc2 A3 sätts lika med A2+B5 om villkoren A2 EflC2>E¶mCl är uppfyllda, och A3 sätts lika med A2-B6 om villkoren A2>Al och E¶æC2>Eflcl är uppfyllda.

2. Metod enligt krav 1, vari den specifika energiförbruk- ningen hos nämnda åtminstone en del av en pumpstation anges som ett i förväg bestämt värde Exæc för en fiktiv drifts- period eller beräknas enligt Eflæc = k*E för en förlöpt driftsperiod, där E är förbrukad energi av åtminstone en av nämnda antal frekvensreglerade pumpar under nämnda förlöpta driftsperiod och k är en tidsparameter, och vari värdet A på nämnda storhet anges som ett i förväg bestämt värde för den fiktiva driftsperioden eller registreras för nämnda förlöpta driftsperiod.

3. Metod enligt krav 1 eller 2, vari det första värdet Al på nämnda storhet utgörs av pumpvarvtalet V1, det andra värdet A2 på nämnda storhet utgörs av pumpvarvtalet V2, och det tredje värdet A3 på nämnda storhet utgörs av pumpvarvtalet V3.

4. Metod enligt krav 1 eller 2, vari det första värdet Al på nämnda storhet utgörs av en första strömmatningsfrekvens Fl, det andra värdet A2 på nämnda storhet utgörs av en andra strömmatningsfrekvens F2, och det tredje värdet A3 på nämnda storhet utgörs av en tredje strömmatningsfrekvens F3.

5. Metod enligt krav 1 eller 2, vari det första värdet Al på nämnda storhet utgörs av en första matarspänning S1, det andra värdet A2 på nämnda storhet utgörs av en andra matar- spänning S2, och det tredje värdet A3 på nämnda storhet utgörs av en tredje matarspänning S3. 10 15 20 25 30 535 B92 20

6. Metod enligt något av de föregående kraven, vari uppsätt- ningen parametrar innefattar nämnda första värde A1 på nämnda storhet och tillhörande första specifika energiför- brukning Eqæcl, samt nämnda andra värde A2 på nämnda storhet och tillhörande andra specifika energiförbrukning E¶æC2.

7. Metod enligt något av de föregående kraven, vari parametrarna B3, B4, B5 och B6 har i förväg bestämda värden som vardera motsvarar en strömmatningsfrekvensändring som är större än 0,5 Hz, och mindre än 5 Hz, företrädesvis mindre än 2 Hz.

8. Metod enligt krav 7, vari parametrarna B3, B4, B5 och B6 vardera motsvarar en strömmatningsfrekvensändring på l Hz.

9. Metod enligt krav 7 eller 8, vari parametern B3 är lika med parametern B5, och parametern B4 är lika med parametern B6.

10. Metod enligt krav 2, vari längden av en driftsperiod är n*24 timmar, där n är ett positivt heltal, och vari tids- parametern k beräknas enligt k= I n*24

11. ll. Metod enligt krav 2, vari längden av en driftsperiod är n*24 timmar, där n är ett positivt heltal, parametern k beräknas enligt och vari tids- 1 =---- där c är en utjämningsparameter. c*(n*24)

12. Metod enligt krav ll, vari utjämningsparametern c beräknas enligt 10 15 20 25 535 852 21 IM 2 tvâ där xpà är antalet gånger en pump aktiverats under en förlöpt driftsperiod, och Etw är den summerade tiden som pumpen varit aktiv under den förlöpta driftsperioden. C:

13. Metod enligt krav 2, vari längden av en driftsperiod är s sekunder, där s är ett positivt heltal, parametern k beräknas enligt och vari tids- 1 k= där c är en utjämningsparameter. C*S

14. Metod enligt krav 13, vari utjämningsparametern c beräknas enligt c=(Ahm-+AflW) där Anm är pumpstationsvätskenivåförändringen under en för- löpt driftsperiod, vilken förlöpta driftsperiod äger rum i anslutning till slutet av en aktiv period under vilken en av nämnda antal varvtalsreglerade pumpar är aktiv och vilken direkt efterföljs av en inaktiv period under vilken nämnda pump är inaktiv, och Aha är pumpstationsvätskenivàföränd- ringen under en efterföljande driftsperiod, vilken efter- följande driftsperiod äger rum i anslutning till början av den direkt efterföljande inaktiva perioden.