[发明专利]无传感恒流泵阀集成装置

说明书

技术领域

本发明涉及水泵控制技术，特别涉及一种用于输配系统中提高输配效率的无传感恒流泵阀集成装置。

背景技术

水泵和阀门被广泛应用于空调水系统、区域供热水系统、工业循环水系统等输配系统的装置，但是传统的输配系统的运行能耗非常大，而且水泵往往是满负荷连续运行，自动化程度低。对于流量信号的获取方式，传统的方法是通过流量计获得，而且在这个过程中还要压力传感器的参与，这个获取信号的过程存在一定的时间延迟。在得到流量信号后，再通过调节水泵或是风机的频率以及管网中的阀门，使得调节过程更加漫长，精确性欠佳。

目前还没有水泵和阀门集成装置，而且在流量信号获取的过程中又没有压力传感器的参与。泵阀集成及省去压力传感器的技术手段正是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现在技术中的不足，提供一种泵阀集成且无需压力传感器就能获取流量信号的无传感恒流泵阀集成装置。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案得以实施的：

提供一种无传感恒流泵阀集成装置，包括水泵；水泵的电机与信息监测及分析装置相连，在水泵的入口管线和出口管线上分别设置阀体调节组件；信息监测及分析装置、两个阀体调节组件分别通过电缆连接至接线端子，接线端子经电缆依次连接可编程控制器、工控机；所述的信息监测及分析装置中内置流量运算模块，其中储存有水泵的特性运行曲线，以及该装置运行时电流电压信号与流量的对应关系数据。

本发明中，所述阀体调节组件为手动调节阀或者电动调节阀。

本发明中，所述接线端子经电缆连接可编程控制器的输入端，可编程控制器的数字量和模拟量输出端直接与信息监测及分析装置连接。

本发明的有益效果在于：

本发明与传统的流量信号获取方式不一样，无需传感器来获取流量信号，在该装置中内置有流量运算模块，其中储存水泵的特性运行曲线，以及与该特性运行曲线相应的有足够数据量的流量与电流电压的对应关系。根据该装置运行过程中电流电压信号，该装置就可以通过流量运算模块找到此时对应的流量参数。工控机将该装置的开度作为优化目标值，其结果直接传输到可编程逻辑控制器，通过控制阀门开度来保证整个输配管网的流量恒定，这点对于很多水系统的输配系统而言，有着很大的益处，因为它保证了用户的需求，不会出现欠流或过流现象。该装置能够不通过压力传感器就能获得流量信号，使得从信号输入到最后的控制输出时间短，反应快，更加精确。

附图说明

图1无传感恒流量泵阀集成装置示意图；

图2水泵运行曲线。

图中：1水泵、2信息监测及分析装置、3阀体调节组件、4接线端子、5可编程控制器、6工控机。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明涉及计算机技术在控制技术领域的一种应用。在本发明的实现过程中，会涉及到软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括但不限于：流量运算模块等，凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：

图1中给出了该装置的流程示意图。

无传感恒流泵阀集成装置，包括水泵1，水泵1的电机与信息监测及分析装置2相连，在水泵1的入口管线和出口管线上分别设置阀体调节组件3，阀体调节组件3为手动调节阀或者电动调节阀。信息监测及分析装置2、两个阀体调节组件3分别通过电缆连接至接线端子4，接线端子4经电缆依次连接可编程控制器5、工控机6。

接线端子4经电缆连接可编程控制器5的输入端，可编程控制器5的数字量和模拟量输出端直接与信息监测及分析装置2连接。工控机6内嵌入“水泵单机运行能效优化程序”，工控机6将该程序的运行结果传输给可编程控制器5。可编程控制器5是成熟技术，可选用西门子PLC S7-200CN产品。

本发明中，信息监测及分析装置2是成熟技术，可选用西门子公司的Smart1000IE6AV66480BE113AXO，在本发明中主要用于电机运行参数的信息监测及分析处理。在该装置运行期间，信息监测及分析装置2实时对水泵1电机的电压电流信号进行监测。当负荷发生变化时，电压电流信号也随之改变，水泵1电机的功率是电压电流以及功率因素的乘积，而电机功率又与水泵的功率相关，水泵1的功率又是流量和扬程的函数，即

N=QHρ/102η=9.8QH/η

在信息监测及分析装置2中的流量运行模块储存有水泵特征运行曲线（如图2），该运行曲线可以在水泵出厂时进行标定获得；流量运行模块同时还储存了与该特性运行曲线相应的足够多的流量与电流电压对应关系数据，根据监测到的电流电压信号，就可以得到对应的水泵流量参数。将这些信号传输至工控机6，经过能效优化程序的分析，对两个阀门调节组件3进行控制，通过控制阀门组件3的开度，使得系统的流量保持恒定。在整个过程中都没有压力传感器的参与，实现了无传感器技术。因此，该泵阀集成装置与传统的水泵和阀门独立的技术相比，电机的轴功率大为下降，而且信息传递的速度更快捷准确。