[发明专利]经协调的无传感器控制系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月12日提交的题为“CO-ORDINATED SENSORLESS CONTROL SYSTEM(经协调的无传感器控制系统)”的美国临时专利申请No.61/736,051以及2013年1月17日提交的题为“SELF LEARNING CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMIZING A CONSUMABLE INPUT VARIABLE(用于优化可消费输入变量的自学习控制系统和方法)”的美国临时专利申请No.61/753,549的权益，它们通过援引整体纳入于此。

技术领域

一些示例实施例涉及控制系统，且一些示例实施例具体地涉及流控制系统。

背景技术

在其中流需求随时间变化的泵送系统中，存在用于适应泵的操作以满足这样的需求而不超过该系统的压力评级、烧毁密封或造成振动的若干常规过程，并且它们还尝试优化能量使用。

传统系统已经使用一个或若干个恒速泵，并在流需求变化时通过改变运行泵的数量和/或通过操作压力降低，绕过并排出阀来尝试使排出压力维持恒定。

当今使用的一个流行系统具有若干个泵，每一个泵装备有电可变速驱动器，并且操作它们来在系统中远程地控制一个或多个由远程传感器(通常安装在所服务的最远位置或管线往下3/2处)测量的压力。在远程传感器位置处，最小压力必须被维持，所以计算测量到的压力相对于目标的偏差。随后将运行泵的速度调整(提升或降低)到将所有测量到的压力维持在它们的目标值处或以上的最低值。在运行泵的速度超过某一值(通常是最大速度的95％)时，启动另一个泵。在速度落在某一值(50％或更高，且有时取决于运行的泵的数量)时，泵被停止。这一定序方法被设计成使用来提供所需流量的泵的数量最小化。

这一类型的系统的替换方案测量泵处的流和压力，并且通过计算管线中在这之间的压力降低来估计远程压力。泵随后被根据上述过程来控制，但使用所估计的远程压力代替直接测量。这一替换方案节省了远程传感器的成本，加上它们的连线和安装，但是需要本地压力传感器和流量计。

一种类型的泵设备根据电可变速驱动器所提供的电变量来估计本地流量和/或压力。在本领域中，这一技术通常被称为“无传感器泵”或“可观察泵”。使用单个泵的示例实现在WO 2005/064167、US7945411、US6592340以及DE19618462中描述。该单个设备随后可被控制，但使用所估计的本地压力和流量来推断远程压力，代替直接液体测量。这一方法节省了传感器和它们的连线以及安装的成本，然而，这些参考文献可受限于使用单个泵。

另一这样的应用(其中多个泵被彼此协调来主要满足每一泵的特定对应负载)在US2010/0300540中描述。

鉴于以下描述，现有系统的附加困难是可以明白的。

发明内容

根据一些方面，提供了一种用于诸如泵、调压器、以及风扇、离心机、以及相关系统等循环设备的经协调(co-ordinated)的无传感器流控制系统。该系统包括以经协调的方式操作来达到设定点的多个无传感器泵。例如，无传感器泵可以是并行配置，以服务所需系统负载。压力设定点可以对所有循环设备而言是共同的，通常可针对由所有循环设备作为来源的特定位置来确定。

在一个方面，提供了一种用于为负载提供来源的控制系统，包括：多个无传感器循环设备，每一无传感器循环设备包括被安排成为所述负载提供来源的相应循环可操作元件，每一设备被配置成自检测相应设备的功率和速度；以及一个或多个控制器，其配置成：对于每一设备，将检测到的功率和速度与包括压力和流的一个或多个输出属性进行相关；以及协调所述设备中的每一个的控制来操作至少所述相应循环可操作元件以协调一个或多个输出属性来使组合输出在所述负载处达到压力设定点。

在一个方面，提供了一种控制系统，包括：两个或更多个设备以及一个或多个控制器，每一设备具有通信子系统且被配置成自检测一个或多个设备属性，所述设备属性造成具有一个或多个输出属性的输出；所述一个或多个控制器被配置成：检测包括每一设备的一个或多个设备属性的输入；对于每一设备，将检测到的一个或多个设备属性与所述一个或多个输出属性进行相关；以及协调所述设备中的每一个的控制来操作它们相应设备属性中的至少一个来协调组合输出的一个或多个输出属性以达到设定点。

在一些示例实施例中，设定点可以是固定的、计算得到的、或在外部确定的。