專利名稱：多泵系統(tǒng)中的同步轉(zhuǎn)矩平衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在具有多個(gè)泵的系統(tǒng)中的控制的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
存在很多協(xié)調(diào)多泵系統(tǒng)的控制的已知裝置或控制器，包括但不限于可編程邏輯控 制器(PLC)、分布式控制系統(tǒng)(DCS)、監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)宏指令 (Macro)。這些控制器典型地使用能消極地影響整體泵性能和效率的如下兩種控制方法具有變速縱傾泵(trim pump)的定速泵，以及多泵同步速度。這些已知裝置或控制器的缺點(diǎn)包括如下具有變速縱傾泵的定速泵在多泵系統(tǒng)中的這種控制方法中，從泵(或多個(gè))以固定最大速度操作且一個(gè)主 縱傾泵由變速驅(qū)動(dòng)裝置操作，該變速驅(qū)動(dòng)裝置改變?cè)摫玫乃俣纫杂糜谛拚蜓a(bǔ)償差異以滿 足期望設(shè)定點(diǎn)；典型地是水平、壓力或流量控制。主泵判斷多少個(gè)定速?gòu)谋脩?yīng)參與或離臺(tái) (destage)0該控制方法的缺點(diǎn)在于，通過(guò)基本泵系統(tǒng)液壓裝置，變速縱傾泵必須產(chǎn)生足夠的 揚(yáng)程(head pressure)以克服定速泵提供到排出總管的壓力。為了使得縱傾泵以減小的速 度產(chǎn)生期望的壓力，變速縱傾泵將被迫在泵性能曲線上回調(diào)，這可能導(dǎo)致較低的操作效率 和減小的可靠性。這類控制導(dǎo)致定速泵和變速縱傾泵之間的流量不平衡。在最差情況，變 速縱傾泵可以在關(guān)斷或零流量(deadhead)條件操作。圖1示出了在1500gpm的需求下維持200ft的恒定揚(yáng)程的理想泵的雙泵并聯(lián)系 統(tǒng)。泵2以1780rpm的最大固定速度操作且產(chǎn)生lOOOgpm。泵1用作縱傾泵以補(bǔ)償在500gpm 處以1641rpm操作的流量中的差異。這代表泵之間的2 1的流量不平衡。這種流量不平 衡的結(jié)果是泵1以最佳效率點(diǎn)(BEP)的54%運(yùn)行，這是與泵1相比較低的泵效率。這兩個(gè) 因素可以導(dǎo)致較高的操作成本和減小的泵可靠性。最后，該方法導(dǎo)致流量死區(qū)，其中在該死區(qū)區(qū)域內(nèi)操作的唯一可能是在制造商推 薦的最小流量之下操作該縱傾泵。圖2示出了與圖1所示相同的泵系統(tǒng)，只不過(guò)流量需求變?yōu)?200gpm。泵2以固定 最大速度運(yùn)行且僅可以產(chǎn)生lOOOgpm。在該系統(tǒng)中，泵1必須補(bǔ)償另外的200gpm。這導(dǎo)致 泵1在該泵的推薦最小流量之下在流量死區(qū)區(qū)域中操作。因此，這種形式的多泵控制可能導(dǎo)致定速和變速縱傾泵之間的流量不平衡。這種 不平衡導(dǎo)致縱傾泵被迫在泵性能曲線上回調(diào)，這導(dǎo)致較低的泵效率、減小的泵可靠性以及泵之間的不均勻磨損。包含這類控制的已知裝置的示例包括用于ACS800變速驅(qū)動(dòng)裝置的ABB泵控制程 序以及用于ACH 550變速驅(qū)動(dòng)裝置的ABB泵和風(fēng)扇應(yīng)用。多泵同步速度在多泵系統(tǒng)中的這種控制方法中，所有泵使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作，且在同步速度 運(yùn)行以獲得期望的設(shè)定點(diǎn)。同步速度控制的目標(biāo)是通過(guò)使得所有泵以相同速度運(yùn)行來(lái)同等 地平衡所有泵的流量。然而，實(shí)際上，這也未必導(dǎo)致平衡流量。如圖3所示，泵是相同的且在1200gpm的需求下維持200ft的恒定揚(yáng)程。為了滿 足系統(tǒng)的需求，兩個(gè)泵以相同的速度運(yùn)行，同等地平衡泵之間的流量且共享負(fù)載。另外，避 免了操作流量死區(qū)。該方法的缺點(diǎn)在于，為了實(shí)現(xiàn)泵之間的流量平衡，泵的揚(yáng)程曲線(head curve)必 須相同或者緊密匹配。理論上，假設(shè)泵是相同的且液壓地和機(jī)械地均勻磨損，該方法應(yīng)總是 維持泵之間的平衡流量。然而，實(shí)際上，這種情形是十分難以維持的，因?yàn)楸每赡懿痪鶆蚰?損或者具有稍微不同液壓特性的泵可能在不同時(shí)間添加到泵系統(tǒng)中。這些因素可以導(dǎo)致泵 之間的流量不平衡且在嚴(yán)重情況導(dǎo)致泵不產(chǎn)生任何流量。圖4示出與圖3的相同系統(tǒng)，只不過(guò)泵2示為具有7%的磨損。當(dāng)泵1和泵2具有 相同的液壓時(shí)，流量平衡為1 1。在該示例中，以同步速度一起運(yùn)行泵導(dǎo)致2 1的流量 不平衡。因?yàn)楸?不能夠產(chǎn)生與泵1的相同揚(yáng)程，它被迫在泵性能曲線上回調(diào)以進(jìn)行補(bǔ)償， 這降低了泵效率且減小了泵可靠性。在嚴(yán)重情況(圖5)，其中泵2示為在揚(yáng)程能力方面具有20%的損耗，則泵1將完 全壓制泵2。在這種情形中，泵2將不能克服泵1產(chǎn)生的壓力，因而將不產(chǎn)生流量，導(dǎo)致零流 量情形。因此，盡管本領(lǐng)域中已知的同步速度控制旨在平衡并聯(lián)泵之間的流量，但它依賴 于泵具有相同的揚(yáng)程能力曲線。與此的任意偏離，諸如泵磨損或使用不同液壓的泵，將導(dǎo)致 流量不平衡且在極端情況導(dǎo)致無(wú)流量情形。包含這類控制的裝置的示例包括MULTITR0DE MultiSmart泵控制器/RTU、ITT PS200變速驅(qū)動(dòng)裝置以及ITT Aquavar CPC變速驅(qū)動(dòng)裝置。鑒于此，在該產(chǎn)業(yè)中存在對(duì)于平衡系統(tǒng)中多個(gè)泵之間的流量的技術(shù)或裝置的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于以基本同步轉(zhuǎn)矩一起操作和運(yùn)行系統(tǒng)中的多個(gè)泵以獲得期 望設(shè)定點(diǎn)的新穎獨(dú)特的方法和設(shè)備。該多個(gè)泵其中每一個(gè)可以使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作。本發(fā)明的設(shè)備可以采用具有多個(gè)泵的系統(tǒng)的形式，該系統(tǒng)具有用于操作和運(yùn)行多 個(gè)泵的系統(tǒng)控制器；用于在這種系統(tǒng)中操作和運(yùn)行的泵；用于這種系統(tǒng)控制器的系統(tǒng)控制 模塊以及用于運(yùn)行和操作這種泵的泵控制模塊。根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)泵具有不同液壓揚(yáng)程曲線時(shí)，多個(gè)泵的流量也基本均勻平衡， 包括使得多個(gè)泵具有接近11的流量平衡。每個(gè)相應(yīng)泵可以由相應(yīng)變速裝置控制，該變速裝置配置成計(jì)算相應(yīng)泵的相應(yīng)負(fù)載的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩，或者每個(gè)泵可以由能夠改變泵的速度的任意合適的相應(yīng)裝置控制。該方法還包括提供過(guò)程變量和設(shè)定點(diǎn)作為系統(tǒng)控制器的輸入，其中系統(tǒng)控制器包 括PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)裝置。系統(tǒng)控制器可以配置有如下邏輯，該邏輯識(shí) 別從過(guò)程變量到設(shè)定點(diǎn)的誤差且指示相應(yīng)泵增加或減小轉(zhuǎn)矩和/或速度以維持期望設(shè)定 點(diǎn)，該系統(tǒng)控制器可以配置成識(shí)別何時(shí)應(yīng)使附加泵在線或離線以匹配系統(tǒng)需求。系統(tǒng)控制器可以配置成指示前導(dǎo)泵(lead pump)增加或減小轉(zhuǎn)矩/速度以滿足設(shè) 定點(diǎn)，和/或滯后泵(lag pump)將轉(zhuǎn)矩匹配到前導(dǎo)泵且當(dāng)多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)以同步轉(zhuǎn)矩模式一 起操作。操作中，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)或裝置提供系統(tǒng)中多個(gè)泵之間的流量平衡。


附圖包括以下圖示圖1包括圖Ia和圖lb，是本領(lǐng)域已知的相同泵的雙泵并聯(lián)系統(tǒng)的圖示和圖表，其 中一個(gè)泵以固定最大速度運(yùn)行，且另一泵以變速模式運(yùn)行，在1500gpm的需求下維持200ft 的恒定揚(yáng)程。圖2包括圖2a和圖2b，是與圖1所示相同的泵系統(tǒng)的圖示和圖表，只不過(guò)流量需 求變?yōu)?200gpm。圖3包括圖3a和圖3b，是與在同步變速模式運(yùn)行的兩個(gè)泵相同的泵的圖示和圖 表，在1200gpm的需求下維持200ft的恒定揚(yáng)程。圖4包括圖4a和圖4b，是與圖3所示相同的系統(tǒng)的圖示和圖表，只不過(guò)泵2具有 的磨損。圖5包括圖5a和圖5b，是與圖4所示相同的系統(tǒng)的圖示，只不過(guò)泵2具有20 %的磨損。圖6是用于讀取過(guò)程變量且判斷期望的泵的數(shù)目以及在什么轉(zhuǎn)矩運(yùn)行泵以維持 期望設(shè)定點(diǎn)的控制器的功能框圖，該控制器的形式為但不限于VFD、PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)。圖7包括圖7a和圖7b，是與圖4所示相同的系統(tǒng)的圖，只不過(guò)兩個(gè)泵以同步轉(zhuǎn)矩 模式運(yùn)行。
具體實(shí)施例方式同步轉(zhuǎn)矩控制圖6是根據(jù)本發(fā)明且一般由10表示的系統(tǒng)的功能框圖，該系統(tǒng)具有控制器12，該 控制器12在形式上包括但不限于VFD、PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)，其讀取過(guò)程變量且判斷 需要的泵的數(shù)目以及在什么轉(zhuǎn)矩運(yùn)行泵以維持期望設(shè)定點(diǎn)?？刂破?2耦合到4個(gè)變速驅(qū) 動(dòng)裝置(VSD) 14a、14b、14c、14d ；4 個(gè)電機(jī) 16a、16b、16c、16d ；以及 4 個(gè)泵 18a、18b、18c、18d。 如圖所示，變速驅(qū)動(dòng)裝置14a是前導(dǎo)VSD。通過(guò)具有4個(gè)變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)、電機(jī)和泵的 示例描述了該系統(tǒng)，不過(guò)并非旨在使本發(fā)明的范圍限制于變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)、電機(jī)和泵的 數(shù)目?？梢灶A(yù)想各實(shí)施例，且本發(fā)明的范圍旨在包括具有不同數(shù)目變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)、電 機(jī)和泵的系統(tǒng)，包括的數(shù)目諸如是2、3、5、6等。而且，變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)、電機(jī)和泵在本領(lǐng)域中全都已知，且并非旨在使本發(fā)明的范圍限制于現(xiàn)在已知或以后未來(lái)發(fā)展的任意特定類 型或種類。操作中，如圖所示，控制器12配置成接收包含關(guān)于設(shè)定點(diǎn)和/或一個(gè)或更多個(gè)過(guò) 程變量的信息的信令，且向前導(dǎo)VSD 14a提供控制器輸出。相應(yīng)地，前導(dǎo)VSD 14a配置成向 其他三個(gè)變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)14b、14c、14d提供一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)。如圖所示，控制器 12和4個(gè)VSD 14a、14b、14c、14d還配置成交換驅(qū)動(dòng)可用/開(kāi)關(guān)信令。通過(guò)配置成接收包含 關(guān)于設(shè)定點(diǎn)和/或一個(gè)或更多個(gè)過(guò)程變量的信息的信令的控制器12的示例描述該系統(tǒng)；不 過(guò)，并非旨在使本發(fā)明的范圍限制于控制器12接收的這類或這種信息。例如，可以預(yù)想本 發(fā)明的范圍內(nèi)的其他實(shí)施例，其中控制器配置成接收包含現(xiàn)在已知或以后在未來(lái)發(fā)展的其 他類型或種類的信息的信令。前導(dǎo)VSD 14a配置成響應(yīng)于控制器輸出，且其他三個(gè)VSD 14b、14c、14d配置成響 應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)，且4個(gè)VSD 14a、14b、14c、14d配置成提供包含關(guān)于用于驅(qū)動(dòng)4 個(gè)電機(jī)16a、16b、16c、16d的可變速度的信息的相應(yīng)VSD信令。4個(gè)電機(jī)16a、16b、16c、16d 配置成響應(yīng)于相應(yīng)VSD信令且驅(qū)動(dòng)4個(gè)泵18a、18b、18c、18d。如圖所示，且如圓形陰影線所指出，控制器12可以位于前導(dǎo)VDS14a的內(nèi)部或外 部。另外，本發(fā)明的范圍并不旨在限制多泵控制器12實(shí)施在整個(gè)系統(tǒng)10的位置。在根據(jù)本發(fā)明的這種多泵系統(tǒng)中的控制方法中，所有4個(gè)泵18a、18b、18c、18d可 以使用變速驅(qū)動(dòng)裝置(VSD)操作且以基本同步轉(zhuǎn)矩一起運(yùn)行以獲得期望設(shè)定點(diǎn)。同步速度 轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)是即使在4個(gè)泵18a、18b、18c、18d具有不同的液壓揚(yáng)程曲線時(shí)仍平衡4個(gè)泵 18a、18b、18c、18d 的流量。在一個(gè)特定應(yīng)用中，術(shù)語(yǔ)基本同步轉(zhuǎn)矩應(yīng)理解為諸如泵這樣的被驅(qū)動(dòng)裝置以如下 方式操作被驅(qū)動(dòng)裝置的操作轉(zhuǎn)矩例如在被驅(qū)動(dòng)裝置之間約95%的真實(shí)操作轉(zhuǎn)矩的最小 范圍內(nèi)基本平衡。為了實(shí)現(xiàn)基本同步轉(zhuǎn)矩控制，控制器12在確定需要維持泵系統(tǒng)的期望反 饋時(shí)，將不斷更新理想轉(zhuǎn)矩設(shè)定點(diǎn)且向每個(gè)被驅(qū)動(dòng)裝置通信傳送該理想轉(zhuǎn)矩設(shè)定點(diǎn)。被驅(qū) 動(dòng)設(shè)備然后將真實(shí)操作轉(zhuǎn)矩反饋到控制器以確認(rèn)每一個(gè)被驅(qū)動(dòng)裝置在所需的約95%的操 作窗口內(nèi)操作。然而，值得注意，本發(fā)明的范圍并不旨在限制為任意特定百分比，以獲得根 據(jù)本發(fā)明的基本同步轉(zhuǎn)矩。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，依賴于應(yīng)用的類型或種類， 包括現(xiàn)在已知或以后在未來(lái)發(fā)展的應(yīng)用，本發(fā)明的實(shí)施例可以包括使用高于或低于95%的 另一百分比且仍然在本發(fā)明的精神內(nèi)操作。通過(guò)平衡4個(gè)泵18a、18b、18c、18d之間的轉(zhuǎn)矩，工作負(fù)載將在泵18a、18b、18c、18d 之間分割，這將得出更好的流量平衡。通過(guò)檢查如圖4所示的相同泵系統(tǒng)，其中，同步速度 控制中的兩個(gè)泵并行泵浦且泵2由于磨損在揚(yáng)程方面具有7%的劣化，發(fā)生約為2 1的流 量不平衡。如果該相同系統(tǒng)置于根據(jù)本發(fā)明的基本同步轉(zhuǎn)矩中，結(jié)果將是接近1 1的流 量平衡。如圖7所示，泵以146f t-lbs的相同轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，因此，泵以不同的104rpm運(yùn)行且產(chǎn) 生接近11的流量平衡。這種形式的控制允許經(jīng)歷機(jī)械和液壓磨損、具有不同葉輪縱傾(impeller trim)、 具有不同揚(yáng)程性能曲線或者甚至由不同泵制造商制造的泵以并聯(lián)方式操作。每個(gè)泵由變速驅(qū)動(dòng)裝置控制，該變速驅(qū)動(dòng)裝置具有計(jì)算驅(qū)動(dòng)的負(fù)載(在這種情況 下是泵)的轉(zhuǎn)矩的能力。典型地，可變頻率驅(qū)動(dòng)裝置用作變速裝置，不過(guò)這種控制方法可應(yīng)
7用于能夠改變泵速度的任意裝置。在該系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩以諸如ft-lbs、in-lbs或N-m的實(shí)際 單位表示。轉(zhuǎn)矩不應(yīng)表示為電機(jī)滿載電機(jī)轉(zhuǎn)矩的百分比，因?yàn)檫@將限制功能性為僅使用相 同電機(jī)或產(chǎn)生相同滿載轉(zhuǎn)矩電機(jī)。然而，如果電機(jī)是理想的，將轉(zhuǎn)矩表達(dá)為滿載的百分比對(duì) 于使用而言也是可以接受的。系統(tǒng)進(jìn)行操作，其中過(guò)程變量和設(shè)定點(diǎn)被輸入到系統(tǒng)控制器。該系統(tǒng)控制器在形 式上包括但不限于PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)裝置。系統(tǒng)控制器可以配置成包 含某種形式的邏輯，該邏輯識(shí)別從過(guò)程變量到設(shè)定點(diǎn)的誤差且指示泵增加或減小轉(zhuǎn)矩和/ 或速度以維持期望設(shè)定點(diǎn)。該系統(tǒng)控制器還配置成包含識(shí)別何時(shí)應(yīng)使附加泵在線或離線以 匹配系統(tǒng)需求的能力。當(dāng)多個(gè)泵在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)控制器應(yīng)指示前導(dǎo)泵增加或減小轉(zhuǎn)矩/速度以滿足設(shè)定 點(diǎn)。滯后泵將把轉(zhuǎn)矩匹配到前導(dǎo)泵，且以同步轉(zhuǎn)矩模式一起操作。圖G示出了用于4個(gè)泵 系統(tǒng)的控制布局。例外在該模式中，泵將總是基本維持相同的轉(zhuǎn)矩水平，唯一的例外是下面被同步速度 控制將超越同步轉(zhuǎn)矩模式的情形1.所有可用泵運(yùn)行且設(shè)定點(diǎn)不能被滿足且至少一個(gè)滯后單元并未處于最大速度。2.滯后泵單元處于最大速度且不能獲得同步轉(zhuǎn)矩。如果所有這些條件發(fā)生，則滯后泵將與前導(dǎo)泵同步速度以允許滯后泵達(dá)到最大速 度。這種超越允許泵在犧牲泵的流量平衡的同時(shí)產(chǎn)生最大輸出。這種超越功能將是用戶可 選的。多泵控制器12的一種實(shí)施方式與上面所述的相一致，多泵控制器12的功能性可以使用硬件、軟件、固件或其組 合利用一個(gè)或更多模塊實(shí)施。在典型的軟件實(shí)施中，形成多泵控制器12的一部分的一個(gè) 或更多模塊將包括一個(gè)或更多基于微處理器的體系結(jié)構(gòu)，包括微處理器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入/輸出裝置以及連接這些器件的控制總線、數(shù)據(jù)總線和地址 總線。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到且能夠編寫這種基于微處理器的實(shí)施方式，以執(zhí)行此處描 述的功能性而無(wú)需過(guò)度的實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明的范圍并不旨在限制為使用現(xiàn)在已知或以后在未來(lái) 發(fā)展的硬件、軟件或固件技術(shù)的一些組合的任何特定實(shí)施。作為芯片集的多泵控制器12在根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制器的一個(gè)或更多模塊還可以形成基本芯片集 實(shí)施方式的一部分。本發(fā)明還可以采用芯片集的形式，該芯片集包括設(shè)計(jì)成執(zhí)行一個(gè)或更 多相關(guān)功能的很多集成電路，包括芯片集或形成為一組集成電路的芯片或者設(shè)計(jì)為一起工 作的多個(gè)芯片。例如，一個(gè)芯片集可以包括整個(gè)控制器的基本功能，而另一芯片集可以提供 用于整個(gè)控制器中的處理器或計(jì)算機(jī)的控制處理單元(CPU)功能。較新的芯片集一般包括 由兩個(gè)或更多個(gè)較老芯片集提供的功能。在一些情況下，需要兩個(gè)或更多物理芯片的較老 芯片集可以使用一個(gè)芯片上的芯片集代替。術(shù)語(yǔ)“芯片集”還旨在包括這種控制器中的主 板的核心功能性?？赡艿膽?yīng)用其他可能應(yīng)用至少包括同步轉(zhuǎn)矩控制可應(yīng)用于并聯(lián)或串聯(lián)的多泵系統(tǒng)。另外，這
8種邏輯可應(yīng)用于多風(fēng)扇/鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。發(fā)明范圍應(yīng)當(dāng)理解，除非此處特別聲明，此處參考特定實(shí)施例描述的任意特征、特性、備選 或修改也可以應(yīng)用、使用于此處描述的任意其他實(shí)施例或與此處描述的任意其他實(shí)施例相 結(jié)合。而且，此處的附圖并沒(méi)有按比例繪制。盡管參考其示例性實(shí)施例描述和說(shuō)明了本發(fā)明，此處可以做出上述和各種其他添 加和省略而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種在具有多個(gè)泵的系統(tǒng)中的控制的方法，其中該多個(gè)泵以基本同步轉(zhuǎn)矩一起操作和運(yùn)行以獲得期望設(shè)定點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)泵其中每一個(gè)使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)泵的流量即使在泵具有不同液壓揚(yáng)程曲線 時(shí)仍基本平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)泵具有接近1 1的流量平衡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)相應(yīng)泵由相應(yīng)變速裝置控制，該相應(yīng)變速裝 置配置成計(jì)算該相應(yīng)泵的相應(yīng)負(fù)載的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)泵通過(guò)能夠改變泵的速度的相應(yīng)合適裝置控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該方法包括提供過(guò)程變量和設(shè)定點(diǎn)作為系統(tǒng)控制 器的輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該系統(tǒng)控制器包括PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該系統(tǒng)控制器包含識(shí)別從過(guò)程變量到設(shè)定點(diǎn)的誤 差且指示相應(yīng)泵增加或減小轉(zhuǎn)矩和/或速度以維持期望設(shè)定點(diǎn)的邏輯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該系統(tǒng)控制器配置成識(shí)別何時(shí)應(yīng)使附加泵在線 或離線以匹配系統(tǒng)需求。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中該系統(tǒng)控制器配置成在多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)指示前導(dǎo) 泵增加或減小轉(zhuǎn)矩/速度以滿足設(shè)定點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中當(dāng)多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)，滯后泵將把轉(zhuǎn)矩匹配到該前 導(dǎo)泵且一起以同步轉(zhuǎn)矩模式操作。
13.一種具有多個(gè)泵的系統(tǒng)，其中該多個(gè)泵以基本同步轉(zhuǎn)矩一起操作和運(yùn)行以獲得期 望設(shè)定點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該多個(gè)泵其中每一個(gè)使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該多個(gè)泵的流量即使在泵具有不同液壓揚(yáng)程曲 線時(shí)仍基本平衡。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該多個(gè)泵具有接近1 1的流量平衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)泵由相應(yīng)變速裝置控制，該相應(yīng)變速裝置 配置成計(jì)算該相應(yīng)泵的相應(yīng)負(fù)載的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)泵通過(guò)能夠改變泵的速度的相應(yīng)裝置控制。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)具有接收作為輸入的過(guò)程變量和設(shè)定點(diǎn) 的系統(tǒng)控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)控制器包括PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)控制器包含識(shí)別從過(guò)程變量到設(shè)定點(diǎn)的 誤差且指示相應(yīng)泵增加或減小轉(zhuǎn)矩和/或速度以維持期望設(shè)定點(diǎn)的邏輯。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)控制器配置成識(shí)別何時(shí)應(yīng)使附加泵在線或離線以匹配系統(tǒng)需求。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)控制器配置成在多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)指示前導(dǎo) 泵增加或減小轉(zhuǎn)矩/速度以滿足設(shè)定點(diǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)，滯后泵將把轉(zhuǎn)矩匹配到該前 導(dǎo)泵且一起以同步轉(zhuǎn)矩模式操作。
25.一種泵，用于形成具有多個(gè)泵的系統(tǒng)的一部分，其中該泵包含模塊，該模塊配置成 以基本同步轉(zhuǎn)矩與該系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)其他泵一起操作和運(yùn)行該泵以實(shí)現(xiàn)期望設(shè)定 點(diǎn)ο
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該泵使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該泵的流量即使在多個(gè)泵具有不同液壓揚(yáng)程曲線 時(shí)仍與該一個(gè)或更多個(gè)其他泵的流量基本平衡。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該泵的流量基本與該一個(gè)或更多個(gè)其他泵的流量 平衡，使得該多個(gè)泵具有接近1 1的流量平衡。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該模塊包括變速裝置，該變速裝置配置成計(jì)算該 相應(yīng)泵的相應(yīng)負(fù)載的相應(yīng)轉(zhuǎn)矩。
30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該模塊包括能夠改變泵的速度的相應(yīng)裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的泵，其中該模塊接收來(lái)自接收過(guò)程變量和設(shè)定點(diǎn)的系統(tǒng)控 制器的信號(hào)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的泵，其中該系統(tǒng)控制器包括PLC、DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)或變速驅(qū)動(dòng)裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的泵，其中該系統(tǒng)控制器包含識(shí)別從過(guò)程變量到設(shè)定點(diǎn)的誤 差且指示該泵增加或減小轉(zhuǎn)矩和/或速度以維持期望設(shè)定點(diǎn)的邏輯。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的泵，其中該系統(tǒng)控制器配置成識(shí)別何時(shí)應(yīng)使附加泵在線或 離線以匹配系統(tǒng)需求。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的泵，其中如果該泵是前導(dǎo)泵，則該系統(tǒng)控制器配置成在多 個(gè)泵運(yùn)行時(shí)指示該前導(dǎo)泵增加或減小轉(zhuǎn)矩/速度以滿足設(shè)定點(diǎn)，且該模塊配置成響應(yīng)于該 指令。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的泵，其中如果該泵是滯后泵，則當(dāng)多個(gè)泵運(yùn)行時(shí)，該系統(tǒng)中 的一個(gè)或多個(gè)滯后泵將把轉(zhuǎn)矩匹配到該前導(dǎo)泵且一起以同步轉(zhuǎn)矩模式操作。
37.一種系統(tǒng)控制模塊，用于控制具有多個(gè)泵的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)控制模塊配置成以基 本同步轉(zhuǎn)矩一起操作和運(yùn)行多個(gè)泵以獲得期望的設(shè)定點(diǎn)。
38.一種用于泵的泵控制模塊，該泵用于形成具有多個(gè)泵的系統(tǒng)的一部分，其中該泵控 制模塊配置成響應(yīng)于來(lái)自系統(tǒng)控制器的控制信號(hào)，且配置成與該系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)其 他泵一起以基本同步轉(zhuǎn)矩操作和運(yùn)行該泵以獲得期望的設(shè)定點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于以基本同步轉(zhuǎn)矩一起操作和運(yùn)行系統(tǒng)中的多個(gè)泵以獲得期望設(shè)定點(diǎn)的新穎、獨(dú)特的方法和設(shè)備。該多個(gè)泵其中每一個(gè)可以使用變速驅(qū)動(dòng)裝置操作。本發(fā)明還可以采取具有多個(gè)泵的系統(tǒng)的形式，該系統(tǒng)具有用于操作和運(yùn)行該多個(gè)泵的系統(tǒng)控制器；用于在這種系統(tǒng)中操作和運(yùn)行的泵；用于這種系統(tǒng)控制器的系統(tǒng)控制模塊以及用于運(yùn)行和操作這種泵的泵控制模塊。
文檔編號(hào)G05B13/02GK101896871SQ200880119856
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者D·J·科爾南, N·W·甘祖恩 申請(qǐng)人:Itt制造企業(yè)公司