[发明专利]泵系统以及用于确定泵系统中的流量的方法

说明书

本发明涉及一种泵系统以及相应的泵流量估计方法，所述泵系统具有包括进口(4)和出口(6)的至少一个流体容器(2)，具有布置在进口(4)或出口(6)中的至少一个泵(8)，并且具有包括用于确定通过泵系统的流体容器(2)的流量的流量估计装置的控制装置(16)，其中，流量估计装置以使得其使用用于确定流量的系统模型的方式来设计，其中，系统模型包括至少两个子模型，即，描述流体容器(2)的流入行为的子模型和描述流体容器(2)的流出行为的子模型。

技术领域

本发明涉及一种泵系统以及一种用于确定泵系统中的流量的方法。

背景技术

包括用于储存流体的流体容器以用泵将流体抽出或吸入的泵系统是已知的。流体水平在这样的流体容器中波动。因为泵的输送流量并不总是对应于通流量，所以出于此原因而难以确定实际的通流量或出口流量。

GB 2 221 073公开了一种基于对填充和排空流体罐进行时间测量的方法。该方法的缺点是，其仅在泵送期间当向流体容器中的流入基本不变时才发挥作用。通常情况并非如此。

EP 2 258 949公开了一种用于估计具有流体容器的泵系统中的流量(通流量)的方法，所述方法应用用于校准的程序，该程序基于以下假设：向容器中的流入在泵送期间基本不变。因此，在打开泵之前的平均值形成用于流入的基础。然而，该方法也是不可靠的，特别是如果具有若干流体容器的若干泵串联连接。

发明内容

本发明的目的是改善具有至少一个流体容器的泵系统，使得可以以精确的方式确定通过流体容器的流量，即，进口流量和出口流量。

该目的通过具有在权利要求1中说明的特征的泵系统以及通过具有在权利要求15中说明的特征的泵流量估计方法来实现。从相关联的从属权利要求、随后的描述以及附图将推导出优选实施例。

根据本发明的泵系统包括具有进口并且具有出口的至少一个流体容器。待输送的流体通过进口流入到流体容器中并通过出口再从流体容器排出。此外，泵系统包括可以布置在进口或出口中的至少一个泵。这意味着流体容器可以布置在泵的沿流动方向的上游或下游。例如，在废水系统中，已知的是，待输送的废水首先流入到表示流体容器的抽吸槽中，并在泵的帮助下离开出口而从抽吸槽输出。相比之下，在供水系统中，已知的是，例如，泵将水输送到位于较高水平处的流体容器中。这意味着泵通过进口将流体输送到流体容器中。例如，由于重力，流体可以再从流体容器流出。在两种实施例变型的情况下，可以替代地和/或另外地布置具有串联关联的泵的若干个流体容器，使得流体总是从第一流体容器输出到后续的第二流体容器中。这可以被应用以便能够桥接更大的输送头。

此外，根据本发明的泵系统包括具有流量估计装置的控制装置，流量估计装置被设计为确定或识别描述通过泵系统的容器的流量的流量模型的参数，即，进口和出口流量，并基于识别出的流量模型的参数连续地进行流量估计。

根据本发明，设想到利用流量估计装置来确定或估计流量。根据本发明的用于此的流量估计装置以使得系统模型被应用以确定流量模型的参数的方式来设计。因此，对于本发明至关重要的是，模拟具有流体容器的完整泵系统的系统模型包括至少两个子模型。第一子模型描述容器的流入行为，第二子模型描述容器的流出行为，即，通过出口的向外流动。可以经由第二子模型来确定或估计出口侧流量或出口流量。子模型被设计为使得它们可以基于先前确定的模型参数和在系统中测量的输入变量来连续地确定或输出期望的流量值。

两个这样的子模型的应用具有以下优点，即，因为在子模型中还模拟了流入行为，所以即使进口中的流量不是恒定的，也可以进行流量估计，即，流量模型识别。同样在相反情况下，当泵将流体输送到流体容器中时，也可以经由两个子模型而通过适当的子模型来模拟在这种情况下为非恒定的流体容器的流出。这意味着在根据本发明应用的系统模型中总是考虑流入行为以及流出行为，使得流入和流出的波动对于流量模型参数的确定不产生影响或仅具有很小影响。