给水泵控制设备制造技术

根据实际操作点和F-P特性之间的误差来评估泵中的增压压力的存在，该F-P特性表示逆变器的功耗和输出频率之间的关系。当存在增压压力时，在该误差的基础上自动地计算表示流速和排放侧压力之间的关系的线性化特性的校正量，并且校正线性化特性。此后，根据从经校正的线性化特性中获取的目标压力，通过PID控制来控制逆变器单元的输出频率，并且进行控制以使经评估的终端压力保持恒定。这消除了在泵的进口侧具有压力传感器和/或流速传感器的需要，简化了给水泵的控制器，并且使成本能够降低。泵的排放压力保持在预定水平，进行控制以使经评估的终端压力保持恒定，并且节约资源和能量两者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及给水泵控制设备，该给水泵控制设备在给水泵的进口侧未安装有压力传感器或流量传感器的情况下检测增压压力(给水泵的进口侧压力)，并且执行经评估的恒定末端压力控制。
技术介绍
通常，安装在办公室建筑物或公寓中的给水泵控制设备采用经评估的恒定末端压力控制，其通过控制给水泵的排放侧压力将需求端的水压控制到实际恒定值。可采用经评估的恒定末端压力控制而在给水管系统中没有其中水槽等安装在给水泵的进口侧且增压压力几乎不改变的问题。然而，在给水泵在给水泵途中直接连接的这种情况下，增压压力根据用水状态而改变，这意味着在控制给水泵的排放侧压力为恒定末端压力时，难以供应与供给所需的水量相当的水量。当给水泵中的扬程高度(最大流量时的排放侧压力)清楚时，由安装在给水泵的进口侧的压力传感器来检测增压压力，并且通过将增压压力应用于适当的公式，有可能获取示出给水泵的工作频率和排放侧压力之间的关系的简单的线性化特性。通过根据简单的线性化特性控制给水泵的工作频率从而排放侧压力使得经评估的末端压力恒定，经评估的恒定末端压力控制在理论上是可能的。根据上述方法，虽然最大流量时的排放侧压力实质上与简单的线性化特性一致，但是在该流量与从零直至达到最大值的流量范围内的排放侧压力之间的关系中出现误差。具体而言，在办公室建筑物或公寓中，以最大流量长时间地运行给水泵是十分罕见的，并且通常是以最大流量的一半或更少量运行的情况。因此，有可能在给水泵的实际排放侧压力和原来必要的排放侧压力之间出现误差，由此存在浪费电费和水费的问题，这违背了节约资源和能量的原则。此外，虽然使用来自检测实际流量的流量传感器和排放侧压力传感器的两个模拟检测值来进行经评估的恒定末端压力控制也是可行的，但是两个传感器在此情况下是必要的。在此，作为使用经评估的恒定末端压力控制的给水泵控制设备，在例如专利文献I和2中描述的给水泵控制设备是公知的。根据专利文献I的已知技术包括逆变器设备106和用于驱动泵P的电动机M、在给水管200上分别安装于泵P的进口侧和排放侧的压力传感器101和107、压力选择装置102、目标压力计算装置103、旋转速度控制装置104、以及旋转速度检测装置105，如图5所/Jn ο根据专利文献I的已知技术为目标压力计算装置103根据电动机M的旋转速度使用进口侧压力信号S2X来获取目标压力信号S3，并且将目标压力信号S3输出到旋转速度控制装置104。第一设定压力PA以及来自压力选择装置102的压力信号PBX被输入到目标压力计算装置103。压力选择装置102输出比第一设定压力PA小的第二设定压力PB以及压力信号S2X中的较大者作为压力信号PBX。旋转速度控制装置104控制逆变器设备106的输出频率以使排放侧压力信号S2与目标压力信号S3 —致，由此操作电动机M。根据已知技术，当进口侧压力信号S2X超过第二设定压力PB时，即使在增压压力异常地高时，也有可能通过用压力信号S2X替换设定压力PB且继续操作来降低泵P的排放侧压力。同样，根据专利文献2的已知技术包括分别安装在泵P的进口侧和排放侧的压力传感器101和107、减法器108、最大频率计算装置109和最小频率计算装置110、末端目标压力计算装置111、移动平均装置112、获取作为移动平均装置112的输出的目标压力与排放侧压力检测值之间的偏差的减法装置113、比例积分装置114、以及将比例积分装置114的输出和实际逆变器频率fin相加由此获取逆变器设备106的频率命令值的加法装置115，如图6所示。最大流量Qniax被输入到最大频率计算装置109，同时最大设定压力Pniax、最小设定压力Pmin、以及逆变器频率fin被输入到末端目标压力计算装置111。根据专利文献2的已知技术为最大频率计算装置109和最小频率计算装置110获取泵P的排放压力和进口压力之间的压力差Λ P，并且根据最大流量Qmax获取最大频率fmax和最小频率fmin。同样，使用预定公式，末端目标压力计算装置111使用最大频率fmax、最小频率fmin、最大设定压力Pmax、最小设定压力Pmin、以及逆变器频率fin计算目标压力P。然后，通过比例积分装置114使用比例积分计算将移动平均装置112获取的目标压力P的移动平均值和排放侧压力检测值之间的偏差与逆变器频率fin相加，计算逆变器设备106的频率命令值。由于该已知技术为基于泵P的排放压力和进口压力之间的压力差ΛΡ使用最大频率fmax和最小频率fmin来计算目标压力P，因此不受干扰影响的高精度的经评估的恒定末端压力控制是可能的。相关技术文献专利文献专利文献I JP-A-5-133343 (段落至以及图1 等)专利文献2 JP-A-2001-123962 (段落至、图1、图 2 等)专利技术概要本专利技术要解决的问题根据专利文献I和2的已知技术，有可能在使泵P的排放压力基本保持恒定时进行经评估的恒定末端压力控制。然而，由于在两种情况下检测泵P的进口侧压力的压力传感器101是必要的，因此存在装备的整体成本增加的问题。因此，本专利技术的目的在于使在泵的进口侧的压力传感器或流量传感器变成不必要，由此使给水泵控制设备的成本能够降低。此外，本专利技术的另一目的在于，通过将泵的排放压力控制到预定值来进行经评估的恒定末端压力控制，由此实现资源节约和节能。解决问题的手段本专利技术基于给水泵控制设备的前提而作出假设，该给水泵控制设备通过使用逆变器设备控制安装在给水管中的给水泵的运行速度来进行经评估的恒定末端压力控制，以使给水泵的排放侧压力位于管道阻力曲线上。此外，本专利技术为在F-P特性(该F-P特性示出逆变器设备的输出频率和功耗之间的关系)和实际操作点之间出现误差时，确定存在泵的增压压力。当存在增压压力时，使用F-P特性和实际操作点之间的误差(逆变器设备的输出频率误差)自动地计算对示出逆变器设备的输出频率和泵的排放侧压力之间的关系的线性化特性的校正量，并且使用校正量和泵的排放侧压力检测值来校正线性化特性。随后，使用基于校正后的线性化特性的比例、积分和微分控制来进行经评估的恒定末端压力控制。本专利技术的优点根据本专利技术，当在泵的进口侧不使用压力传感器或流量传感器的情况下检测到与增压压力相对应的F-P特性的误差，并且使用该误差来校正线性化特性，这意味着简化装备、降低成本、以及节约资源是可能的。同样，由于线性化特性对应于管道阻力曲线，因此有可能抑制泵所产生的压力达与增压压力相等的量，并且以最佳数量的旋转来操作泵。因此，进行经评估的恒定末端压力控制的给水泵的节能操作是可能的。附图说明[图1]图1是示出本专利技术的一个实施例的整体配置的框图。[图2]图2是等效地示出在图1中不存在泵的增压压力时的反馈控制系统的框图。[图3]图3是不存在泵的增压压力时的流量-扬程特性(Q-H特性)I的图示。[图4A]图4A是存在泵的增压压力时的流量_扬程特性(Q_H特性)2的图示。[图4B]图4B是频率-扬程特性(F-H特性)的图示。[图4C]图4C是频率-功率特性(F-P特性)的图示。[图5]图5是根据专利文献I的已知技术的配置图。[图6]图6是根据专利文献2的已知技术的配置图。用于实现本专利技术的模式在下文中，将基于附图给出对本专利技术的一个实施例的描述。图1是示出本实施例的整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.11 JP 2011-0871501.一种给水泵控制设备，所述给水泵控制设备通过使用逆变器设备控制安装在给水管中的给水泵的运行速度来进行经评估的恒定末端压力控制，以使所述给水泵的排放侧压力位于管道阻力曲线上，其特征在于，所述给水泵控制设备包括: 压力传感器，所述压力传感器检测所述给水泵的排放侧压力； 存储装置，所述存储装置存储示出所述逆变器设备的输出频率和所述排放侧压力之间的关系的线性化特性； 功耗计算装置，所述功耗计算装置计算所述逆变器设备的功耗； 存储装置，所述存储装置存储示出所述逆变器设备的输出频率和所述功耗之间的关系的F-P特性； 确定装置，所述确定装置基于所述逆变器设备的输出频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：南昌宏，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：
国别省市：