DE102007022348A1 - Device and method for fault monitoring - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen Motor mit variabler Drehzahl angetriebenen Kreiselpumpe sowie ein Verfahren zur Störungsüberwachung mit einer solchen Einrichtung. Dabei erfasst die Einrichtung vor Aktivierung der Störungsüberwachung Betriebswerte des Motors, speichert diese, hält sie vor und vergleicht während einer Störungsüberwachung aktuelle Betriebswerte des Motors mit den gespeicherten Werten. Die Einrichtung (1) wertet einen aktuellen Motorbetriebspunkt (55) in Bezug auf einen vorgegebenen, begrenzten Betriebsbereich (52) des Motors aus und stellt bei Verlassen dieses Betriebsbereichs (52) eine Störung (36) fest. Der begrenzte Betriebsbereich (52) ist dabei durch Motorbetriebspunkte gebildet (Fig. 1).The invention relates to a device for fault monitoring of a driven by an electric motor with variable speed centrifugal pump and a method for fault monitoring with such a device. Before the fault monitoring is activated, the device detects operating values of the motor, stores them, holds them and compares actual operating values of the motor with the stored values during a fault monitoring. The device (1) evaluates a current engine operating point (55) with respect to a predetermined, limited operating range (52) of the engine and determines a fault (36) when leaving this operating range (52). The limited operating range (52) is formed by engine operating points (FIG. 1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen Motor mit variabler Drehzahl angetriebenen Kreiselpumpe, wobei die Einrichtung vor Aktivierung der Störungsüberwachung Betriebswerte des Motors erfasst, speichert und vorhält und während einer Störungsüberwachung aktuelle Betriebswerte des Motors mit den gespeicherten Werten vergleicht, sowie ein Verfahren zur Störungsüberwachung mit einer solchen Einrichtung.The The invention relates to a device for fault monitoring a centrifugal pump driven by a variable speed electric motor, the facility being before activation of the fault monitoring Operating values of the motor are recorded, stored and maintained and during a fault monitoring comparing the current operating values of the engine with the stored values, and a method of fault monitoring with such a device.
Bei Antriebsmotoren mit veränderbarer Drehzahl muss sichergestellt werden, dass bei Störungen bei Bedarf eine Abschaltung des Antriebs erfolgt. Die Drehzahlveränderung erfolgt im allgemeinen mit sogenannten Frequenzumrichtern, die durch Veränderung der Frequenz des vom Frequenzumrichter zur Verfügung gestellten Spannungssystems eine nahezu stufenlose Drehzahlregelung der Kreiselpumpe ermöglichen. In Anlagen, in denen mit einem solchen drehzahlgeregelten Motor ausgerüstete Kreiselpumpen integriert sind, können durch Anlagenstörungen unzulässige Betriebszustände auftreten. Dies kann beispielsweise durch einen Rohrleitungsbruch, durch eine Fehlbedienung von Armaturen, durch eine zu geringe Fördermenge oder ähnliches zu einer Störung der Anlage führen. Unter anderem können dies Leerlauf, Trockenlauf oder Unterschreitung einer vorgegebenen Mindestfördermenge sein.at Drive motors with variable speed must be ensured be that in case of disturbances, if necessary, a shutdown of the drive. The speed change takes place in general with so-called frequency converters, by change the frequency of the frequency converter provided Voltage system a nearly stepless speed control of the centrifugal pump enable. In plants where with such a speed-controlled Motor equipped centrifugal pumps can be integrated Operating conditions that are not permissible due to plant malfunctions occur. This can be done, for example, by a pipe break, due to incorrect operation of valves due to insufficient flow or similar cause a malfunction of the system. Among other things, this can be idle, dry run or undershoot a predetermined minimum delivery.
Bei mit einem Fördermedium gefüllten Anlagen ist es zum Beispiel bekannt, Sensoren zu integrieren, mit deren Hilfe die Durchflussmenge oder das Vorhandensein eines Fluides registriert wird. Bei Unterschreitung vorgegebener Werte wird dann mit Hilfe eines vom Sensor gelieferten Signals eine Abschaltung des Antriebsmotors bewirkt. Die Verwendung solcher Sensoren stellt jedoch einen erheblichen zusätzlichen Aufwand dar.at it is with a medium filled plants For example, known to integrate sensors that help the Flow rate or the presence of a fluid registered becomes. When falling below predetermined values is then with help a signal supplied by the sensor, a shutdown of the drive motor causes. However, the use of such sensors represents a considerable additional effort.
Es ist ebenfalls bekannt, zur Störungsüberwachung elektrische Motorgrößen wie die Leistung und die Drehzahl heranzuziehen. Dabei erfolgt üblicherweise eine Grenzwertüberwachung der Leistung. Eine solche Art der Leistungsüberwachung ist zwar einfach zu realisieren, weist aber den Nachteil auf, dass sie wechselnden Anlagenbedingungen, wie sie in offenen Systemen beispielsweise durch einen sich verändernden Vordruck einer Kreiselpumpe oder druckseitig variierende Abnahmemengen auftreten, nicht gerecht wird.It is also known for fault monitoring electric engine sizes like the power and the Speed to use. Usually one takes place Limit monitoring of the power. Such a kind of Performance monitoring is easy to realize, points but the disadvantage is that they change plant conditions, as in open systems, for example, by a changing Form of a centrifugal pump or on the pressure side varying quantities occur, does not do it justice.
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Störungsüberwachung für Kreiselpumpen zu entwickeln, die bei geringem Inbetriebnahmeaufwand auch bei wechselnden Anlagenbedingungen einsetzbar ist.Of the Invention is based on the object, a device and a method for fault monitoring for centrifugal pumps to develop, with low start-up effort even with changing Plant conditions can be used.
Die Lösung dieses Problems sieht vor, dass die Einrichtung einen aktuellen Motorbetriebspunkt in Bezug auf einen begrenzten Betriebsbereich des Motors auswertet und bei Verlassen des Betriebsbereichs eine Störung feststellt, wobei der begrenzte Betriebsbereich durch Motorbetriebspunkte gebildet ist. Der begrenzte Betriebsbereich ist zweckmäßigerweise durch einzelne, charakteristische Motorbetriebspunkte gebildet. Mittels dieses auf einzelnen, charakteristischen Motorbetriebspunkten basierenden Bereichs wird die Störungsüberwachung durchgeführt. Messungen im Fördermedium sind dadurch ebenso wenig durchzuführen wie die Erfassung und Speicherung von Messreihen von elektrischen Motorgrößen während einer Inbetriebnahmephase. Bei drehzahlgeregelten Antrieben sind darüber hinaus die Motorgrößen in aller Regel durch interne Messwerte eines Frequenzumrichters bekannt, so dass zusätzliche Messungen überflüssig sind.The Solution to this problem is that the device a current engine operating point in relation to a limited Operating range of the engine evaluates and when leaving the operating range detects a fault, the limited operating range is formed by engine operating points. The limited operating range is suitably by single, characteristic Engine operating points formed. By means of this on individual, characteristic Engine operating point based area becomes fault monitoring carried out. Measurements in the pumped medium are the same perform little as the capture and storage of Measurement series of electric motor sizes during a commissioning phase. For speed-controlled drives are beyond that the engine sizes in all Usually known by internal measurements of a frequency converter, so that extra measurements are unnecessary are.
Eine anschauliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Betriebsbereich in einem Motorgrößendiagramm durch mindestens eine, jeweils zwei Motorbetriebspunkte beinhaltende, insbesondere Anfangs- und Endpunkte verbindende, Begrenzungskurve begrenzt ist. Während eines Betriebs der Kreiselpumpe mit drehzahlgeregeltem Antrieb wird dann ständig oder periodisch der aktuelle Motorbetriebspunkt sowie dessen Position im Motorgrößendiagramm analysiert. Bei Verlassen des begrenzten und/oder vorgegebenen Bereichs wird eine Störung erkannt und es kann eine geeignete Reaktion erfolgen.A illustrative embodiment of the invention provides that the operating range in an engine size chart by at least one, in each case two engine operating points, in particular Beginning and end points connecting boundary curve is limited. During operation of the centrifugal pump with speed-controlled Drive is then constantly or periodically the current engine operating point as well as its position in the engine size diagram. When leaving the limited and / or predetermined area is a fault is detected and it may be a suitable reaction respectively.
Eine Begrenzungskurve kann wahlweise durch ein lineares, quadratisches oder kubisches Polynom gebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung an unterschiedliche Anlagengegebenheiten.A bounding curve can optionally be a linear, square or cubic Po be formed lynom. This allows easy adaptation to different plant conditions.
Die Einrichtung weist erfindungsgemäß Mittel zum Eingeben und/oder Einlesen von Eingabe- und/oder Parameterwerten auf. Somit können charakteristische Motorbetriebspunkte und Kurvenarten eingegeben werden. Die notwendigen Parameter zur Definition des begrenzten Betriebsbereichs können unabhängig ihrer Herkunft manuell eingegeben oder durch sonstige geeignete Mittel, die beispielsweise im Rahmen einer Parameterübertragung Verwendung finden, eingelesen werden. Die Parameterwerte sind beispielsweise manuell oder per Messvorrichtung während eines Lernvorgangs, bei dem bei geschlossenem und/oder offenem druckseitigem Ventil jeweils bei minimaler und maximaler Frequenz die elektrische Leistung des Antriebsmotors bestimmt wird, oder mittels Berechnungen ermittelt.The Device according to the invention comprises means for entering and / or reading input and / or parameter values. Consequently can enter characteristic engine operating points and types of curves become. The parameters necessary to define the limited Operating range can be independent of their origin entered manually or by any other suitable means, for example, in the Used for parameter transfer, read in become. The parameter values are for example manual or per Measuring device during a learning process in which closed and / or open pressure-side valve in each case minimum and maximum frequency the electric power of the drive motor is determined, or determined by calculations.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der begrenzte Betriebsbereich des Motors und/oder die charakteristischen Motorbetriebspunkte aus einem zulässigen Betriebsbereich der Kreiselpumpe abgeleitet. Ein zulässiger Betriebsbereich der Kreiselpumpe ist aus deren Kennlinien, aufgetragen über einer Fördermenge Q der Kreiselpumpe, insbesondere der Förderhöhenkennlinien H(Q) bekannt. Daraus wird erfindungsgemäß ein begrenzter Betriebsbereich des Motors abgeleitet. Üblicherweise wird ein zulässiger Betriebsbereich einer Kreiselpumpe durch charakteristische Kennlinienpunkte, wie beispielsweise minimale oder maximale Fördermenge einer Kreiselpumpe definiert. Erfindungsgemäß wird durch Übertragung, beispielsweise rechnerisch, in ein Motorgrößendiagramm und Verbinden der jeweiligen Anfangs- und Endpunkte durch Begrenzungskurven ein begrenzter Betriebsbereich des Motors definiert, der für die Störungsüberwachung herangezogen wird.To an advantageous embodiment, the limited operating range of the engine and / or the characteristic engine operating points derived from a permissible operating range of the centrifugal pump. A permissible operating range of the centrifugal pump is off their characteristics, plotted over a flow rate Q of the centrifugal pump, in particular the delivery height characteristics H (Q) known. This is according to the invention a derived limited operating range of the engine. Usually becomes a permissible operating range of a centrifugal pump by characteristic characteristic points, such as minimum or maximum delivery of a centrifugal pump defined. According to the invention, by transmission, for example, mathematically, in an engine size chart and connecting the respective start and end points by limiting curves limited operating range of the engine defined for the fault monitoring is used.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass zwei Kurven in einem Leistungs-Frequenz-Diagramm den begrenzten Bereich festlegen. Die Störungsüberwachung erfolgt durch Auswertung von elektrischen Leistungs- und Frequenzwerten. Ein zulässiger Leistungswert P bei einer Frequenz f, die zwischen einer ersten, beispielsweise minimalen, Frequenz fmin und einer zweiten, beispielsweise maximalen, Frequenz fmax liegt, muss innerhalb des durch die charakteristischen Motorbetriebspunkte und den Begrenzungskurven definierten Bereichs liegen. Zusammen mit der Ausgestaltung, wonach der begrenzte Betriebsbereich des Motors und/oder die charakteristischen Motorbetriebspunkte aus einem zulässigen Betriebsbereich der Kreiselpumpe abgeleitet sind, ergeben sich zusätzliche Vorteile. Typischerweise ist die Förderhöhenkennlinie einer Kreiselpumpe bekannt. Durch charakteristische Kennlinienpunkte wird ein zulässiger Betriebsbereich der Kreiselpumpe aufgespannt. Durch Transformation dieser Kennlinien punkte in ein Leistungs-Frequenz-Diagramm, hier als P-f-Diagramm bezeichnet, und zwei verbindende Kurven ist im Leistungs-Frequenz-Diagramm ein Abbild eines zulässigen Betriebsbereichs geschaffen und damit eine einfache Störungsüberwachung durch Auswertung von elektrischen Leistungs- und Frequenzwerten.It has proven to be advantageous for two curves in a power frequency diagram to define the limited range. The fault monitoring takes place by evaluation of electrical power and frequency values. A permissible power value P at a frequency f which is between a first, for example minimum, frequency f min and a second, for example maximum, frequency f max must lie within the range defined by the characteristic engine operating points and the limiting curves. Together with the configuration according to which the limited operating range of the engine and / or the characteristic engine operating points are derived from an admissible operating range of the centrifugal pump, additional advantages result. Typically, the delivery height characteristic of a centrifugal pump is known. Characteristic characteristic points define a permissible operating range of the centrifugal pump. By transforming these characteristic points into a power frequency diagram, here referred to as Pf diagram, and two connecting curves, an image of a permissible operating range is created in the power frequency diagram and thus a simple fault monitoring by evaluation of electrical power and frequency values ,
Typischerweise verbindet im Leistungs-Frequenz-Diagramm eine erste Begrenzungskurve ein Punktepaar (Pmin,min; fmin), (Pmin,max; fmax) und eine zweite Begrenzungskurve ein Punktepaar (Pmax,min; fmin), (Pmax,max, fmax). Dabei kennzeichnet bei der Leistung P der erste Index eine erste, beispielsweise minimale, oder zweite, beispielsweise maximale, Leistung bei einer Frequenz entsprechend dem zweiten Index.Typically, in the power frequency diagram, a first boundary curve connects a pair of points (P min, min , f min ), (P min, max , f max ) and a second boundary curve a pair of points (P max, min , f min ), (P max, max , f max ). In this case, in the case of the power P, the first index indicates a first, for example minimum, or second, for example maximum, power at a frequency corresponding to the second index.
Die Punkte im Leistungs-Frequenz-Diagramm sind dabei zweckmäßigerweise aus Transformation von Kennlinienpunkten (Qmin,min; nmin), (Qmin,max, nmax), (Qmax,min, nmin), (Qmax,max; nmax) einer Förderhöhenkennlinie der Kreiselpumpe abgeleitet. Dabei kennzeichnet bei dem Durchfluss Q der erste Index einen ersten oder zweiten Durchfluss bei einer Drehzahl entsprechend dem zweiten Index. So wird aus ohnehin bekannten, charakteristischen Kennlinienpunkten der Förderhöhenkennlinie in dem Leistungs-Frequenz-Diagramm ein Bereich aufgespannt, der zu einer einfachen Störungsüberwachung dient. Ein aktueller Leistungswert braucht während eines Betriebs einer Kreiselpumpe nur noch hinsichtlich seiner Grenzwerte bei einer aktuellen Frequenz ausgewertet werden. Dabei werden die Grenzwerte aus dem vorgegebenen, gespeicherten Begrenzungskurvenverlauf und/oder durch Interpolation von vor einer Störungsüberwachung in einer Speichervorrichtung abgespeicherten Stützstellen ermittelt.The points in the power frequency diagram are expediently from transformation of characteristic points (Q min, min , n min ), (Q min, max , n max ), (Q max, min , n min ), (Q max, max ; n max ) derived a delivery height characteristic of the centrifugal pump. In this case, in the flow Q, the first index indicates a first or second flow at a speed corresponding to the second index. Thus, from already known, characteristic characteristic points of the delivery height characteristic in the power frequency diagram spans an area which serves for a simple fault monitoring. A current power value needs to be evaluated during operation of a centrifugal pump only in terms of its limits at a current frequency. In this case, the limit values are determined from the predefined, stored boundary curve course and / or by interpolation of interpolation points stored in a memory device before a fault monitoring.
Es ist ebenfalls vorgesehen, dass die Punkte im Leistungs-Frequenz-Diagramm aus Transformation von Kennlinienpunkten (Qmin; nnenn), (Qmax; nnenn) minimaler und maximaler Fördermenge bei Nennbetrieb der Kreiselpumpe abgeleitet sind.It is also contemplated that the points in the power-frequency diagram of transformation of characteristic points (Q min; n nominal), (Q max; n nominal) minimum and maximum delivery rate at nominal operation of the centrifugal pump are derived.
Zusätzlicher Nutzen wird durch eine Ausgestaltung erreicht, wonach die Einrichtung Mittel zum wahlweisen Einstellen einer Aktion der Einrichtung bei Feststellen einer Störung aufweist. Bei Feststellen einer Störung wird wahlweise eine Warnungs- oder A larmmeldung erzeugt wird und/oder ein Betrieb der Kreiselpumpe fortgesetzt oder gestoppt. Dabei ist ebenfalls daran gedacht, dass eine Aktion nicht unmittelbar bei einem Feststellen einer Störung erfolgt, sondern bereits im Vorfeld einer sich anbahnenden Störung. So kann beispielsweise vor einem drohenden Verlassen des begrenzten Betriebsbereich gewarnt werden.additional Benefit is achieved by an embodiment, according to which the device Means for selectively setting an action of the device Detecting a fault. When determining a Fault will be either a warning or A alarm message is generated and / or continued operation of the centrifugal pump or stopped. It is also thought that an action is not takes place immediately upon detection of a fault, but already in the run-up to an impending disruption. Thus, for example, before an imminent leaving the limited Operating area be warned.
Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung zur Störungsüberwachung in eine auf den Motor einwirkende Steuer- oder Regeleinrichtung, eine Schaltvorrichtung, eine Anzeige- und/oder eine Diagnoseeinrichtung integriert. Die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Mittel wie Mikrorechner, Speichervorrichtung und/oder Anzeigemittel sowie erforderliche Anweisungen in Form von Computerprogrammen sind in bestehende Steuer-, Regel-, Anzeige-, Diagnoseeinrichtungen, Schaltvorrichtungen und/oder andere elektronische Geräten integrierbar oder in separaten Geräten anordenbar. Eine solche Einrichtung ist neben einer aktuellen Störungsüberwachung ebenfalls in der Lage, eine Aufzeichnung von Messgrößen und berechneten Werten durchzuführen.Conveniently, is the device for fault monitoring in an acting on the engine control or regulating device, a Switching device, a display and / or a diagnostic device integrated. The necessary for carrying out the process Means such as microcomputer, memory device and / or display means and required instructions in the form of computer programs in existing control, regulation, display, diagnostic facilities, Switching devices and / or other electronic devices can be integrated or arranged in separate devices. A such device is in addition to a current fault monitoring also able to record a measure and calculated values.
Es ist außerdem vorgesehen, dass ein Frequenzumrichter den Motor speist und/oder dieser die Einrichtung zur Störungsüberwachung darstellt oder beinhaltet. Alle für die Störungsüberwachung erforderlichen Motorgrößen, insbesondere an den Motor abgegebene Leistung und Frequenz, sind ohnehin während eines Betriebs des Frequenzumrichters verfügbar, so dass eine Störungsüberwachung nach der Erfindung ohne zusätzliche Messgrößen auskommt.It is also provided that a frequency converter the Motor feeds and / or this the device for fault monitoring represents or includes. All for fault monitoring required engine sizes, in particular at the Motor output power and frequency are anyway during an operation of the frequency converter so that a fault monitoring according to the invention without additional measured quantities gets along.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Störungsüberwachung einer durch einen elektrischen Motor mit variabler Drehzahl angetriebenen Kreiselpumpe ist vorgesehen, dass ein aktueller Motorbetriebspunkt in Bezug auf einen begrenzten Betriebsbereich des Motors ausgewertet und bei Verlassen des Betriebsbereichs eine Störung festgestellt wird, wobei der begrenzte Betriebsbereich durch Motorbetriebspunkte gebildet wird. Zweckmäßigerweise wird der begrenzte Betriebsbereich durch einzelne, charakteristische Motorbetriebspunkte gebildet.at a method according to the invention for fault monitoring a driven by a variable speed electric motor rotary pump is provided that a current engine operating point with respect to evaluated a limited operating range of the engine and at Leaving the operating area a fault is detected wherein the limited operating range is formed by engine operating points becomes. Conveniently, the limited operating range formed by individual, characteristic engine operating points.
Dabei wird nach einer Ausgestaltung der Betriebsbereich in einem Motorgrößendiagramm durch mindestens eine, jeweils zwei Motorbetriebspunkte beinhaltende, insbesondere Anfangs- und Endpunkte verbindende, Begrenzungskurve begrenzt. Die Begrenzungskurve kann durch ein lineares, quadratisches oder kubisches Polynom gebildet werden.there According to one embodiment, the operating range is in an engine size diagram by at least one, each containing two engine operating points, especially bounding start and end points, limiting curve limited. The boundary curve can be defined by a linear, square or cubic polynomial.
Ein einfaches Verfahren zur Störungsüberwachung erhält man, wenn zwei Kurven in einem Leistungs-Frequenz-Diagramm den begrenzten Bereich festlegen. Zweckmäßigerweise verbindet dabei eine erste Begrenzungskurve im Leistungs-Frequenz-Diagramm ein Punktepaar (Pmin,min; fmin), (Pmin,max; fmax) und eine zweite Begrenzungskurve ein Punktepaar (Pmax,min; fmin), (Pmax,max, fmax).A simple method of fault monitoring is obtained when two curves in a power frequency diagram define the limited range. A first limiting curve in the power frequency diagram expediently combines a pair of points (P min, min , f min ), (P min, max , f max ) and a second limiting curve, a pair of points (P max, min , f min ), ( P max, max , f max ).
Wie
bereits oben ausgeführt, ist es von Vorteil, wenn der begrenzte
Betriebsbereich des Motors und/oder die charakteristischen Motorbetriebspunkte aus
einem zulässigen Betriebsbereich der Kreiselpumpe abgeleitet
werden und/oder die Punkte im Leistungs-Frequenz-Diagramm mittels
Transformation von Kennlinienpunkten (Qmin,min;
nmin), (Qmin,max; nmax), (Qmax,min;
nmin), (Qmax,max;
nmax) der Förderhöhenkennlinie
der Kreiselpumpe abgeleitet werden. Dabei kennzeichnet bei dem Durchfluss
Q der erste Index einen ersten oder zweiten Durchfluss bei einer
Drehzahl entsprechend dem zweiten Index. Eine Verwendung von folgenden
Punkten hat sich als zweckmäßig herausgestellt:
(Qmin,min; nmin), minimal
zulässiger Durchfluss Qmin bei Minimaldrehzahl
nmin,
(Qmin,max;
nmax), minimal zulässiger Durchfluss
Qmin bei Maximaldrehzahl nmax,
(Qmax,min; nmin), maximal
zulässiger Durchfluss Qmax bei Minimaldrehzahl
nmin,
(Qmax,max;
nmax) maximal zulässiger Durchfluss
Qmax bei Maximaldrehzahl nmin.As already stated above, it is advantageous if the limited operating range of the engine and / or the characteristic engine operating points are derived from a permissible operating range of the centrifugal pump and / or the points in the power frequency diagram by means of transformation of characteristic points (Q min, min ; n min ), (Q min, max ; n max ), (Q max, min ; n min ), (Q max, max ; n max ) of the delivery head characteristic of the centrifugal pump are derived. In this case, in the flow Q, the first index indicates a first or second flow at a speed corresponding to the second index. A use of the following points has proved to be useful:
(Q min, min ; n min ), minimum allowable flow Q min at minimum speed n min ,
(Q min, max , n max ), minimum allowable flow Q min at maximum speed n max ,
(Q max, min ; n min ), maximum permissible flow Q max at minimum speed n min ,
(Q max, max , n max ) maximum permissible flow Q max at maximum speed n min .
Die Punkte im Leistungs-Frequenz-Diagramm können auch mittels Transformation von Kennlinienpunkten (Qmin; nnenn), (Qmax; nnenn) minimaler und maximaler Fördermenge bei Nennbetrieb der Kreiselpumpe abgeleitet werden. Die erforderliche Umrechnung auf andere Drehzahlen oder Frequenzen kann mittels Affinitätsgesetze erfolgen.The points in the power-frequency chart can also by means of transformation of characteristic points (Q min; n nominal), (Q max; n nominal) minimum and maximum delivery rate at nominal operation of the centrifugal pump are derived. The required conversion to other speeds or frequencies can be done by affinity laws.
Zusätzlich ist vorgesehen, dass bei Feststellen einer Störung eine Warnungs- oder Alarmmeldung erzeugt wird und/oder ein Betrieb der Kreiselpumpe fortgesetzt oder gestoppt wird. Ebenfalls kann eine Aktion vor oder nach einem Verlassen des begrenzten Betriebsbereichs erfolgen.additionally it is envisaged that when a fault is detected Warning or alarm message is generated and / or operation of the Centrifugal pump is continued or stopped. Also can one Action before or after leaving the limited operating range respectively.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen dieembodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Described in more detail below. It show the
Die
Die
Einrichtung
Vor
Aktivierung einer Störungsüberwachung werden Betriebswerte
des Motors erfasst. Dies kann beispielsweise durch Eingabe von vier
einzelnen, charakteristischen Motorbetriebspunkten ((Pmin,min; fmin), (Pmin,max;
fmax) und (Pmax,min;
fmin), (Pmax,max,
fmax) über die Mittel zum Eingeben
Weiterhin
werden über die Mittel zum Eingeben
Alternativ
ist vorgesehen die charakteristischen Motorbetriebspunkte aus einem
zulässigen Betriebsbereich der Kreiselpumpe abzuleiten. Über die
Mittel zum Eingeben
Ebenso
kann über die Mittel
Über
die Mittel zum Einlesen
Die
Einrichtung
Dabei wird ein aktueller Leistungswert P nur noch hinsichtlich seiner Grenzwerte bei einer aktuellen Frequenz f ausgewertet, wobei ein Über- oder Unterschreiten eines jeweiligen Grenzwertes ein Verlassen des begrenzten Betriebsbereichs bedeutet und zum Feststellen einer Störung führt.there is a current power value P only in terms of his Limits are evaluated at a current frequency f, with an over- or falling below a respective limit leaving the limited operating range and to detect a fault leads.
Ergebnisse
der Störungsüberwachung oder auch sämtliche
im Mikrorechner
In
der
A = (Qmin,min; nmin), minimal zulässiger Durchfluss
Qmin bei Minimaldrehzahl nmin,
B
= (Qmin,max; nmax),
minimal zulässiger Durchfluss Qmin bei
Maximaldrehzahl nmax,
C = (Qmax,min; nmin), maximal
zulässiger Durchfluss Qmax bei
Minimaldrehzahl nmin,
D = (Qmax,max; nmax) maximal
zulässiger Durchfluss Qmax bei
Maximaldrehzahl nmin.In the
A = (Q min, min ; n min ), minimum allowable flow Q min at minimum speed n min ,
B = (Q min, max , n max ), minimum allowable flow Q min at maximum speed n max ,
C = (Q max, min ; n min ), maximum permissible flow Q max at minimum speed n min ,
D = (Q max, max , n max ) maximum permissible flow Q max at maximum speed n min .
Erfolgt eine Störungsüberwachung hinsichtlich einer Betriebsgrenze, die beispielsweise durch einen minimal zulässigen Durchfluss Qmin der Kreiselpumpe beschrieben ist, genügt selbstverständlich die Festlegung einer Teilmenge obiger Kennlinienpunkte, beispielsweise A, B.If a fault monitoring with respect to an operating limit, which is described for example by a minimum allowable flow Q min of the centrifugal pump, it is of course sufficient to define a subset of the above characteristic points, such as A, B.
In
einem nächsten Schritt
Sind
die Parameter festgelegt, erfolgt in Schritt
A'' = (Pmin,min; fmin), minimale
Leistung bei minimaler Motorfrequenz,
B'' = (Pmin,max;
fmax), minimale Leistung bei maximaler Motorfrequenz,
C''
= (Pmax,min; fmin),
maximale Leistung bei minimaler Motorfrequenz,
D'' = (Pmax,max; fmax), maximale
Leistung bei maximaler Motorfrequenz.Once the parameters have been set, the process takes place in step
A '' = (P min, min ; f min ), minimum power at minimum motor frequency,
B '' = (P min, max , f max ), minimum power at maximum motor frequency,
C '' = (P max, min ; f min ), maximum power at minimum motor frequency,
D '' = (P max, max , f max ), maximum power at maximum motor frequency.
Die
Zusammenhänge einer Transformation der Kennlinienpunkte
A bis D in die entsprechenden Anfangs- und Endpunkte A'' bis D''
der Begrenzungskurven sind später noch in
Erfindungsgemäß ist
es ebenfalls möglich, die Punkte A'' bis D'' in einem separaten
Gerät zu berechnen oder auf andere Weise zu gewinnen und
die Werte anschließend in eine Einrichtung
Zwischen
jeweiligen Werten minimaler und maximaler Frequenz, also zwischen
A'' und B'' sowie zwischen C'' und D'' werden gemäß dem
gewünschten Kurvenverlauf in einem weiteren Schritt
In Abwandlung des dargestellten Verfahrens ist es gemäß der Erfindung ebenfalls möglich, die vier Punkte A'' bis D'' im Leistungs-Frequenz-Diagramm aus Transformation der Kennlinienpunkte (Qmin; nnenn), (Qmax; nnenn) minimaler und maximaler Fördermenge bei Nennbetrieb der Kreiselpumpe zu erhalten. Dies kann beispielsweise mittels einer der beschriebenen Transformation vorangehenden Errechnung der Punkte A bis D aus den Kennlinienpunkten (Qmin; nnenn), (Qmax; nnenn) erfolgen. Darüber hinaus kann der begrenzte Betriebsbereich des Motors auch aus anderen Punkten abgeleitet und definiert sein.In a modification of the illustrated method, it is also possible according to the invention, the four points A '' to D '' in the power frequency diagram of transformation of the characteristic points (Q min ; n nenn ), (Q max ; n nenn ) minimum and Maximum flow rate to receive at rated operation of the centrifugal pump. This can be done, for example, by means of a preceding transformation of the points A to D from the characteristic points (Q min ; n nenn ), (Q max ; n nenn ). In addition, the limited operating range of the engine may also be derived and defined from other points.
Wie
bereits in
Durch
die aktuell ermittelten Motorbetriebswerte ist in Schritt
Es
wird – wie in
Exemplarisch
ist ein Betriebspunkt
Eine
Transformation der Kennlinienpunkte A bis D in die Punkte A'' bis
D'' in das P-f-Diagramm
Durch
Auswertung eines aktuellen Motorbetriebspunktes
Zusätzlich
ist vorgesehen, dass erst bei einem Über- und/oder Unterschreiten
von aus den Begrenzungskurven abgeleiteten Kurven ein Feststellen
einer Störung und/oder eine Warnungs- und/oder Alarmmeldung
erfolgt. Hier sind durch Korrekturfaktoren aus der Begrenzungskurve
Der begrenzte Betriebsbereich muss nicht – wie hier beschrieben – durch die Punkte A'' bis D'' berandet sein, sondern der begrenzte Betriebsbereich kann aus anderen Motorbetriebspunkten gebildet sein und/oder aus anderen geeigneten Kennlinienpunkten ei ner Kreiselpumpenkennlinie, insbesondere einem H-Q-Diagramm oder einem P-Q-Diagramm, abgeleitet sein.Of the limited operating range does not have to - as described here - by the points A '' to D '' bounded, but the limited operating range can be formed from other engine operating points and / or from others suitable characteristic points ei ner centrifugal pump characteristic, in particular an H-Q diagram or a P-Q diagram.
Die
Ausführungen in der Figurenbeschreibung beschränken
sich im Wesentlichen auf ein Beispiel mit Leistungs-Frequenz-Diagramm.
Das beschriebene Verfahren mit Einrichtung
Auch
wenn im Einzelnen nicht darauf eingegangen wird, sei darauf hingewiesen,
dass in einer erfindungsgemäßen Einrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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