[實用新型]用于水泵機組的控制系統

有效

• 申請號: 202222551653.1
• 申請日: 2022-09-26
• 公開（公告）號: CN218953536U
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王劍宏;秦政;楊龍波;李世垚
• 申請（專利權）人: 西門子能源有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B49/00;F04B51/00;F04B53/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 計亞婷

本實用新型涉及用于水泵機組的控制系統，包括：現場設備檢測單元，實時檢測每臺水泵的運行數據；存儲器，存儲有水泵基礎參數、水泵特性曲線和總需求水量；中控機，接收實時檢測的每臺水泵的運行數據以及水泵基礎參數、水泵特性曲線和總需求水量；機器學習數據智能處理器，通過卷積神經網絡使用運行數據、水泵基礎參數、水泵特性曲線及總需求水量作為輸入數據識別與總需求水量對應的多種水泵工作狀態數據中具有最小功耗的一種水泵工作狀態數據，其中，中控機輸出與識別的水泵工作狀態數據對應的每臺水泵的控制信號；以及水泵控制電路接收控制信號并且通過控制變頻器來調節每臺水泵的電機的轉速，由此自動地輸出和調整每臺水泵的泵速度。

技術領域

本實用新型涉及水務技術領域，更具體地，涉及用于水泵機組的控制系統，通過該控制系統能夠自動實現并行運行的多臺水泵的節能最大化。

背景技術

隨著城市用水量和壓力的不斷變化，水泵在高效區內的工作點也會發生移位，甚至導致水泵的工作點不在處于高效區范圍內，從而造成電能的浪費。現有技術中通常通過變頻變速來調整水泵的速度以及相應的工作點以落在高效區范圍內，但是這種調整通常是操作員根據實際經驗來調整，存在調整準確性差，使得水泵的實際工作點并未落在高效區，并且需要大量的人力來投入這項工作中。例如，當以給定的總水量并行運行三個或以上水泵并且每個泵速度由操作員自由設定時，所消耗的總能量將是低效的。

實用新型內容

本申請實施例提供了用于水泵機組的控制系統，以至少解決現有技術中水泵速度的調整需要人工來操作，調整準確性差以及由此水泵不能夠工作在高效區范圍內并且耗費人力的問題。

根據本申請實施例的一個方面，提供了用于水泵機組的控制系統，水泵機組包括并行運行的多臺水泵，該控制系統包括：現場設備檢測單元，現場設備檢測單元包括連接至每臺水泵的多種傳感器，多種傳感器實時檢測多臺水泵中的每臺水泵的運行數據，運行數據至少包括每臺水泵的揚程、流量和出水壓力；存儲器，存儲有每臺水泵的水泵基礎參數、水泵特性曲線和總需求水量；中控機，具有檢測信號輸入接口、控制信號輸出接口和多個通信接口，中控機經由檢測信號輸入接口連接至現場設備檢測單元以及經由多個通信接口中的第一通信接口連接至存儲器，中控機通過檢測信號輸入接口自現場設備檢測單元接收實時檢測的每臺水泵的運行數據以及經由第一通信接口自存儲器接收水泵基礎參數、水泵特性曲線和總需求水量；機器學習數據智能處理器，通過多個通信接口中的第二通信接口通信地連接至中控機并通過第二通信接口自中控機接收實時檢測的每臺水泵的運行數據、水泵基礎參數、水泵特性曲線以及總需求水量，通過借助于卷積神經網絡使用每臺水泵的運行數據、水泵基礎參數、水泵特性曲線和總需求水量作為輸入數據，識別與總需求水量對應的多種水泵工作狀態數據中的具有最小功耗的一種水泵工作狀態數據，并輸出識別的水泵工作狀態數據，其中，第一通信接口是單向通信接口，第二通信接口是雙向通信接口，其中，中控機經由第二通信接口從機器學習數據智能處理器接收識別的水泵工作狀態數據，并且輸出與識別的水泵工作狀態數據對應的每臺水泵的控制信號；以及水泵控制電路，通過控制信號輸出接口通信地連接至中控機并且電連接至用于控制每臺水泵的電機運行的變頻器，水泵控制電路經由控制信號輸出接口自中控機接收每臺水泵的控制信號并且通過控制信號控制變頻器來調節每臺水泵的電機的轉速。由此控制每臺水泵的泵速度。

以這樣的方式，通過現場設備檢測單元、中控機、存儲器、機器學習數據智能處理器和水泵控制電路借助于中控機的檢測信號輸入接口、控制信號輸出接口和包括作為單向通信接口的第一通信接口和作為雙向通信接口的第二通信接口的多個通信接口相互協同工作，能夠自動地輸出每臺水泵的要調整的泵速度并調整對應水泵的泵速度，使得無需人工操作就能夠準確地控制水泵的工作點落在高效區范圍。

根據本申請的示例性實施例，運行數據至少包括每臺水泵的揚程、流量和出水壓力，水泵基礎參數至少包括每臺水泵的葉輪外徑、額定功率、額定流速和靜態揚程和每臺水泵所在的管段的管徑、管長和管道阻力特性系數，水泵特性曲線至少包括流量-揚程曲線、流量-效率曲線和流量-功率曲線。