[发明专利]多泵控制系统

说明书

本发明提供一种多泵控制系统(5)，包括控制模块。该模块配置为：a)使除了包括N个泵的多泵系统中以速度ω_j运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j之外的k个泵的速度逐步增加，其中N≥2，1≤kN且1≤iN，其中控制模块(7)被配置为将子集j的i个泵从速度ω_j逐步减速到较低速度ω_m，其中速度ω_m是i+k个泵的子集m提供总扬程△p所需的速度，和/或b)使包括N个泵的多泵系统中以速度ω_j运行以提供总扬程△p的i个泵的子集j中的k个泵的速度逐步降低，其中N≥2，1≤ki且1i≤N，其中控制模块(7)被配置为将剩余子集r的i‑k个泵从速度ω_j逐步提升到更高速度ω_r，其中速度ω_r是i‑k个泵的剩余子集r提供总扬程△p所需的速度。

技术领域

本公开大致涉及用于多个泵的控制系统，特别是多个速度受控的湿转子离心泵。这种多个泵可以用在供水网络的泵站中。

背景技术

通常，供水网络的泵站可以包括彼此平行安装的多个相同或不同的泵，以提供所需的流体流量q和扬程△p(压差)。取决于所需的流量和扬程，控制系统有多种可能性来运行带有N个泵的多泵系统，其中N≥2。多泵系统可能有2^N-1个不同的选项以泵的不同子集来运行系统。但是，取决于所需的流量和扬程，对于所有子集而言总功率消耗不同。因此，为了以最少的能量消耗运行多泵系统，多泵控制系统可能想要选择使用具有最小功耗的泵的子集来运行系统。例如，如果需要具有四个相同的泵系统的满载容量的一半，则控制系统有一个选项以在大约一半负载下运行所有四个泵，或者六个选项以在大约满负载下运行两个泵，或者4个选项以在约2/3负载下运行三个泵。取决于泵的特性，这些选项中的一个可能是功耗最小的子集。

例如，US 7,480,544 B2描述了一种节能和恒压流体输送机的系统，该系统并联连接以向具有已知的节点和管段的管道系统进行供应。

US2003/0235492A1涉及一种用于自动控制并联或串联操作的多个泵的方法和装置。

US2015/0148972A1描述了一种用于以最少能量消耗操作具有确定数量的泵的多个离心泵的设备和方法。

所有已知的控制系统或方法都需要存储预先知道的由泵制造商提供的泵特性。然而，由于制造公差、磨损和/或结垢，实际当前泵特性可能与控制逻辑中存储的信息不同。泵特性可能随时间而变化，并且可能在泵与泵之间不同。因此，控制系统可能认为泵是相同的，实际上它们的当前泵特性显著不同。这种错误信息可能会导致关于哪个泵子集可以最节能地提供所需流量和扬程的错误决定。

如果要将控制系统改装成现有的多泵系统，首先可能没有或没有足够的关于泵的可用信息。多泵系统可以包括不同尺寸或种类的泵，其中可以假设多泵系统包括具有以相同的速度提供相同的流量的至少两个泵的子集。还应注意，通常不希望通过传感器进行流量测量，因为流量传感器的安装和维护是昂贵的。因此，通常只有一个系统流量测量或者根本没有测量的当前流量值可用。

此外，在多泵系统中切入或切出泵总是表示流体网络中的某种扰动。一些流体网络对具有高梯度(例如，冷却回路(chilling circuit))的流量或压力的瞬态敏感。除此之外，流量或压力的高梯度瞬态通常比平滑瞬态更耗能。因此，在多泵系统的正常操作期间，期望最小化由切入和切出泵引起的扰动。

发明内容

与已知的多泵控制系统相比，本公开的实施例提供了一种控制系统和方法，用于平稳地切入或泵出多泵系统的泵，以便通过切入/切出泵来消除由于系统扰动引起的功率消耗。

根据本发明的第一方面，提供了一种多泵控制系统，包括控制模块、处理模块、通信接口和存储模块，其中控制模块被配置为