DE69924301T2

DE69924301T2 - Vorrichtung und verfahren zum steuern einer pumpenanlage

Info

Publication number: DE69924301T2
Application number: DE69924301T
Authority: DE
Inventors: P. Eugene SABINI; A. Jerome LORENC; Oakley Henyan
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: US20010041139A1; US6464464B2; US20030091443A1; KR20020004980A; US6709241B2; MXPA01009536A; AU2043900A; CN1352733A; DE69924301D1; EP1171714A1; ATE291176T1; TWM253699U; TW200307787A; TWI225908B; EP1171714B1; CA2366368A1; WO2000057063A1; BR9917229A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Steuersysteme und insbesondere auf eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Flusses, der Drehzahl, des Druckes oder der Leistung eines Pumpsystems.
Hintergrund der Erfindung
EP-A-0 652 374 und DE-A-4 243 118 offenbaren Steuervorrichtungen zur Steuerung von Betriebsparametern für eine Zentrifugalpumpe.
Eine typische Zentrifugalpumpe des Standes der Technik weist ein Laufrad auf, welches drehbar in einem stationären Gehäuse montiert ist, wobei das sich drehende Laufrad Druck und kinetische Energie auf das gepumpte Strömungsmittel aufprägt, und ein stationäres Gehäuse, das das Strömungsmittel zu dem Laufrad und von diesem weg führt. In einem typischen Zentrifugalpumpengehäuse, welches im Allgemeinen konzentrische Gehäuse, Diffusor- und Voluten-Zentrifugalgehäuse aufweist, prägt die Drehung des Laufrades kinetische Energie auf das Strömungsmittel auf und bewirkt einen Strömungsmittelfluss im Allgemeinen in kreisförmiger Richtung um den Umfang des Laufrades herum durch das Gehäuse, welches das Laufrad umgibt. An einem gewissen Punkt im Gehäuse fließt das Strömungsmittel vom Umfang des Laufrades, leitet ein Schnittwasser bzw. Ansaugwasser oder Ähnliches durch einen Bereich der Pumpe, der im Allgemeinen als Ablasseinlassbereich bekannt ist, und durch die Auslassdüse in den Pumpenauslass.
Der Strömungsmittelfluss kann durch die Konstruktion des Laufrades, die Konstruktion und die Größe des Gehäuses, die Drehzahl, mit der sich das Laufrad dreht und durch die Konstruktion und Größe des Pumpeneinlasses und Pumpenauslasses, durch die Qualität und Endbearbeitung der Komponenten, durch die Anwesenheit einer Gehäusevolute und so weiter beeinflusst werden. Um den Strömungsmittelfluss zu steuern sind Vorrichtungen mit variabler Frequenz verwendet worden, um die Motordrehzahl der Pumpe einzustellen, um den Fluss innerhalb des Pumpensystems zu regulieren. Es sei bemerkt, dass wie dies hier verwendet wird, Antriebe mit variabler Frequenz, Antriebe mit einstellbarer Frequenz (AFDs, AFDs = adjustable frequency drives), Steuervorrichtungen für variable Drehzahl (VSCs, VSCs = Variable Speed Controllers) oder Ähnliches aufweisen sollen, die dahingehend arbeiten, dass sie elektronisch die Motordrehzahl steuern.
Die Pumpendrehzahl und der Druck stellen wichtige Pumpensystemparameter zusätzlich zum Fluss dar, die bewirken können, dass die Pumpe auf einem geringeren Niveau bzw. Wirkungsgrad als dem wirkungsvollsten Niveau arbeitet. Noch mehr nachteilhaft ist, dass weniger als optimale Betriebsparameter bewirken können, dass die Pumpe und der Motor härter arbeiten und sich somit schneller abnutzen, wodurch die Betriebslebensdauer der Pumpe verkürzt wird. Entsprechend ist es besonders wünschenswert, eine computergesteuerte Vorrichtungssteuervorrichtung mit variabler Frequenz (VFD-Steuervorrichtung, VFD = variable frequency device) vorzusehen, die Computeralgorithmen und Sensoreingangsgrößen verwendet, um den Fluss, die Geschwindigkeit, den Druck und die Leistung eines Pumpsystems durch Überwachung von Motor-, Pumpen- und Systemparametern zu steuern, und die Pumpenausgangsgröße über Drehzahlvariationen zu steuern. Es ist auch vorteilhaft, eine Steuervorrichtung zu erhalten, die betreibbar ist, um anormales Verhalten der Pumpe oder des Systems zu identifizieren und einem Techniker zu berichten, um die Untersuchung und Korrektur von irgendwelchem abnormalen Verhalten zu erleichtern, bevor irgendein schwerer Schaden an der Pumpeneinheit auftritt.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Steuervorrichtung gemäß der Erfindung wird in Anspruch 1 dargelegt, und ein Verfahren gemäß der Erfindung wird in Anspruch 13 dargelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm des Pumpensystems und der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm, welches den Mikroprozessor und den Speicher veranschaulicht, der mit der Steuervorrichtung assoziiert ist, um das Pumpensystem gemäß der vorliegenden Erfindung zu steuern.
3A ist ein funktionelles Blockdiagramm der Programmsteuermodule, die zur Steuerung des Pumpensystems gemäß der vorliegenden Erfindung betreibbar bzw. wirksam sind.
3B ist eine beispielhafte Darstellung der Pumpendaten, die für die Programmberechnungen der Steuervorrichtung erforderlich sind.
3C ist eine Darstellung der einsatzspezifischen Daten, die für die Berechnungen erforderlich sind, die für die Steuervorrichtung erforderlich sind.
3D ist ein detailliertes Blockdiagramm der 3A, welches die hauptsächlichen funktionellen Komponenten veranschaulicht, die mit der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung assoziiert sind.
4A ist ein Blockdiagramm, welches die Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen zur Bestimmung der Kapazität des Pumpensystems veranschaulicht.
4B stellt ein Flussdiagramm dar, welches die Schritte abbildet, die bei der Durchführung der Flussberechnung einbezogen sind, die mit der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung assoziiert sind.
5A ist ein Flussdiagramm, welches das TDH-Logikmodul (TDH = totaler dynamischer Pumpendruck) veranschaulicht, welches mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
5B ist ein Flussdiagramm, welches das NPSH-Logikmodul abbildet, welches mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
6 ist ein Flussdiagramm, welches das Kapazitätslogikmodul abbildet, das mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
7 ist ein Flussdiagramm, welches das Drucklogikmodul abbildet, das mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
8 ist ein Flussdiagramm, das das Logikmodul für niedrigen Fluss (Low-Flow-Logikmodul) abbildet, das mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
9 ist ein Flussdiagramm, welches das Leitung-Wasser-Flusswirkungsgradlogikmodul abbildet, das mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
10 stellt eine Datentabelle von gespeicherten Informationen dar, die Datenwerte der Wasserdichte gegenüber der Temperatur aufweisen.
11 stellt eine Datentabelle von gespeicherten Informationen dar, die Daten bezüglich eines Wasserdampfdruckes gegenüber dem Druck darstellen.
12 stellt eine Datentabelle von gespeicherten Informationen dar, die einen Pumpendruck, gegenüber den Flussdaten bei vier unterschiedlichen Pumpendrehzahlen aufweisen.
13 stellt eine Datentabelle von gespeicherten Informationen dar, die Pumpenleistungsdaten bei vier unterschiedlichen Pumpendrehzahlen aufweisen.
14 stellt eine Datentabelle von gespeicherten Informationen dar, die Pumpen-NPSHr-Daten bei vier unterschiedlichen Pumpendrehzahlen aufweisen.
15 ist ein Blockdiagramm, das die Funktion des Steuermoduls für variable Drehzahl abbildet, das mit der Steuervorrichtung assoziiert ist.
16 ist ein detailliertes Blockdiagramm, das die hauptsächlichen funktionellen Software-Programme abbildet, die mit der Steuervorrichtung assoziiert sind, die angekoppelt ist, um die Alarmüberwachungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu trennen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf 1 ist dort eine Steuervorrichtung 10 gezeigt, die mit einem Pumpensystem 20 gekoppelt ist, das einen Motor 30 aufweist, der betreibbar ist, um eine Zentrifugalpumpe 40 anzutreiben. Eine solche Zentrifugalpumpe ist in dem US-Patent 5 129 264 abgebildet, das den Titel "CENTRIFUGAL PUMP WITH FLOW MEASUREMENT" (Zentrifugalpumpe mit Flussmessung) trägt, das am 14. Juli 1992 ausgegeben wurden und hier durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist. Es sei bemerkt, dass wenn man sich auf die Zeichnungen bezieht, gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Teile anzuzeigen. Die Steuervorrichtung oder die Vorrichtung mit variabler/einstellbarer Frequenz (VFD, VFD = variable/adjustable frequency device) 10 wirkt dahingehend, dass sie den Fluss, die Drehzahl oder den Druck des Pumpensystems durch Überwachung der Motor-, Pumpen- und Systemparameter steuert und die Pumpenausgabe über eine Drehzahlvariation steuert, und Pumpensystemprobleme erkennt und berichtet (es sei bemerkt, dass Flussmessungen unter Verwendung von herkömmlichen Flussmessvorrichtungen erhalten werden können, wie beispielsweise Strömungsvorrichtungen, Zumessöffnungsplatten, Magnetmessvorrichtungen und so weiter, genauso wie durch die Technik, die in dem US-Patent 5 129 264 dargelegt wird). Es sei weiter bemerkt, dass die neuartige Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der VFD eingebettet sein kann oder extern zwischen einer VFD und dem Pumpensystem angeschlossen sein kann. Wie es genauer beschrieben wird, kann insbesondere der ausführbare Software-Code zur Steuerung der Motordrehzahl physisch in der VFD oder außerhalb der VFD liegen. Der letztere Aufbau gestattet eine Steuerung zur Anwendung mit nahezu irgendeiner Bauart von VFD-Vorrichtungen.
Wie in 1 gezeigt, sind Sensoren 1–6 mit dem Pumpensystem 20 gekoppelt und sind dahingehend betreibbar, dass sie verschiedene Betriebsbedingungen abfühlen, die mit der Pumpe assoziiert sind, und diese Werte in die Steuervorrichtung 10 über die Kommunikationsleitung 22 eingeben. 2 zeigt eine detaillierte Darstellung der Steuervorrichtung 10, die mit dem Pumpensystem 20 verbunden ist. die Steuervorrichtung weist einen Prozessor 12 auf, wie beispielsweise einen Mikroprozessor, der betreibbar ist, um Software-Funktionen auszuführen, die die Sensorsignale oder Sensordaten verwendet, die von jedem der Pumpensensoren erhalten wurden, um die Pumpenbetriebsbedingungen zu bestimmen. Der Mikroprozessor 12 kann eine integrierte LSI-Schaltung (LSI = large scale integrated) oder eine VLSI-Schaltung sein, die von Software-Programmen gesteuert wird, die einen Betrieb bzw. eine Ausführung von arithmetischen Berechnungen, Logik- und I/O- bzw. Eingabe/Ausgabe-Operationen gestatten. Andere Prozessoren, die Digitalsignalprozessoren (DSPs) aufweisen, werden auch in Betracht gezogen. Eine Speicherablagevorrichtung oder Datenbank 14, wie beispielsweise ein Arbeitsspeicher (RAM = random access memory) oder ein anderer adressierbarer Speicher ist in der Steuervorrichtung vorgesehen, um Datenwerte und Tabellen zu speichern, die mit Pumpenbetriebsbedingungen und Pumpenparametern assoziiert sind. Die Mikroprozessorsteuervorrichtung 12 nimmt die Sensorsignaldaten auf und verarbeitet die eingegebenen Daten zusammen mit gespeicherten Tabellendaten im Speicher 14. Der Mikroprozessor führt diese Verarbeitung aus durch Aktivierung von Software-Programmen, die auf die Sensoreingangsgrößen ansprechen, genauso wie auf vorgespeicherte Datenparameter, um eine Vielzahl von arithmetischen Berechnungen zum Vergleich mit Schwellenwerten auszuführen. Die Software-Programme können in Mikroprozessorspeicherstellen residieren. Basierend auf den Ergebnissen dieser Berechnungen und dem Vergleich mit den Schwellenwerten wirkt die Software dahingehend, dass sie ein Alarmsignal erzeugt, welches einen Alarmzustand anzeigt, der mit einem (mehreren) speziellen Betriebsparameter(n) assoziiert ist und/oder erzeugt ein Signal zur Eingabe in das Pumpensystem, um die gegenwärtige Motordrehzahl zu verändern, um einen abnormen Betriebszustand zu korrigieren, wenn die Differenz zwischen den berechneten und gespeicherten Parameterwerten einen vorbestimmten numerischen Wert überschreiten. Die Steuervorrichtung arbeitet dahingehend, dass sie ein Steuersignal für die VFD-Logik innerhalb der VFD/Steuervorrichtung 10 erzeugt, welches eine Anfrage anzeigt, die Motordrehzahl zu verringern oder zu steigern, um den detektierten abnormen Zustand zu korrigieren. Die VFD erzeugt dann ein Signal für den Motor 30 entsprechend einer Veränderung der Spannung und/oder Frequenz, um zu bewirken, dass die Drehzahl des Motors sich um ein Ausmaß proportional zu dem von der Steuervorrichtung erzeugten Steuersignal verändert. Die Steuervorrichtung kann auch dahingehend arbeiten, dass sie ein zweites Ausgangssteuersignal 19 für eine Alarmüberwachung 23 erzeugt, das ein detektiertes abnormes Verhalten anzeigt, um einen Techniker bezüglich des detektierten Zustandes zu alarmieren, um ihm zu gestatten, gewisse Parameter zu untersuchen und/oder einzustellen, die mit den Betriebsbedingungen assoz ert sind.
Wie in 1 gezeigt wird eine Vielzahl von Sensoreingangsgrößen von jedem der Sensoren 1–6 zur Steuervorrichtung geliefert. Diese Eingangsgrößen weisen den absoluten Pumpenansaugdruck P_s (Bezugszeichen 1), den absoluten Pumpenauslassdruck P_d (Bezugszeichen 2), Differenzdruck ΔP (Bezugszeichen 3), die Pumpendrehzahl n (Bezugszeichen 4), die Pumpen- bzw. Förderguttemperatur T_p (Bezugszeichen 5) und die Motorleistung (Bezugszeichen 6) auf. Es sei bemerkt, dass der Pumpenansaugdruck, der Pumpenauslassdruck, und der Differenzdruck typischerweise in Fuss Wassersäule bzw. Höhe der Wassersäule gemessen wird, während die Pumpendrehzahl in U/min gemessen wird. Die Strömungsmitteltemperatur wird vorzugsweise in Grad Fahrenheit gemessen, während die mit der Motorleistung assoziierten Einheiten im Allgemeinen Kilowatt (kw) sind. Es sei weiter bemerkt, dass der Differenzdruck für den Fluss direkt G. P. M. sein kann, und zwar mit einem Durchflussmessgerät gemessen, während die Pumpendrehzahl entweder von der Steuervorrichtung oder über eine direkte Messung geschehen kann. In ähnlicher Weise kann die Motorleistung auch von der Steuervorrichtung oder über eine direkte Sensormessung bestimmt werden.
Eine zusätzliche Eingangsgröße 7, wie beispielsweise ein vom Kunden einstellbarer Parameter oder Einstellpunkt kann auch in die Steuervorrichtung 10 über eine Anwenderschnittstelle eingegeben werden (siehe 3A), und zwar als der Parameter, der dahingehend wirkt, dass er einen Korrekturfaktor oder einen Alarm ansprechend auf eine der abgefühlten Betriebsbe dingungen auslöst. Zusätzliche Hilfssensoreingangsgrößen 8 können auch von der Steuervorrichtung verwendet werden, wie beispielsweise zusätzliche Druckmessgeräte, um den barometrischen Druck zu messen. Es sei auch bemerkt, dass jeder der Sensoren ein herkömmliches Sensorelement sein kann, wie beispielsweise Wandler, die in wohlbekannter Weise an oder in dem Pumpensystem positioniert sind, um dahingehend zu wirken, dass sie jede abgefühlte Betriebsbedingung in ein entsprechendes elektronisches Signal zur Eingabe in die Steuervorrichtung umwandeln.
3A veranschaulicht ein Blockdiagramm der Software-Eigenschaften der Steuervorrichtung. Wie in 3A gezeigt, weist die Steuervorrichtung eine Vielzahl von Software-Programmen 17 auf, die Algorithmen ausführen und Berechnungen in Assoziation mit der Überwachung der Motor-, Pumpen- und Systemparameter ausführen, und um diese Parameter zu steuern, zu identifizieren und zu berichten. Die Sensoreingangsdaten von der Pumpe werden in den Mikroprozessor 12 eingegeben und von einem Setup- bzw. Einrichtungsprogramm 16 aufgenommen, welches die Initialisierung, die zeitliche Steuerung, die Skalierung der eingegebenen Daten und den Empfang und die Speicherung der Parameterwerte über den Speicher 14 ausführen. Wie ebenfalls in 3A gezeigt, weist die Steuervorrichtung 10 einen Anwenderschnittstellenteil 29 zur Aufnahme von Parameterdaten direkt von einem Anwender auf, wie beispielsweise vom Kunden einstellbare Einstellpunkte für Auslöse- bzw. Trigger-Zustände für eine manuelle Übersteuerung zur Eingabe einer Soll-Pumpendrehzahl oder für einsatzspezifische Daten (siehe 3C) und/oder Pumpendaten (siehe 3B), die für die Berechnungen erforderlich sind, die von den Softwareanwendungsprogrammen des Moduls 17 ausgeführt werden, und die im Speicher 14 gespeichert sind. Das Setup- bzw. Einrichtungsprogramm 16 initialisiert jedes der Unterprogramme im Modul 17, wie genauer unten erklärt wird. Die mit dem Programm 16 assoziierte Software ist betreibbar, um über die Anwenderschnittstelle 29 Pumpensystemparameter aufzurufen und anzuzeigen, weiter eingegebene Parameter genauso wie die Sensoreingangs- und Sensorausgangsbedingungen und berechnete Werte, die aus der algorithmischen Aus führung im Programmmodul 17 resultieren. Das Programm weist auch Code auf, der die vom Anwender eingegebenen Einstellinformationen/Parameter mit Schwellenwerten vergleicht, die im Speicher gespeichert sind, um unzulässige Betriebseinstellungen zu vermeiden. Wie man sicher stellen kann, hat das Software-Modul 17 einen Programmcode zur Ausführung einer Anzahl von Berechnungen zur Bestimmung des Pumpenbetriebszustandes, und basierend auf den berechneten Betriebsbedingungen und basierend auf dem berechneten Betriebszustand und basierend auf dem berechneten Betriebszustand im Vergleich zu voreingestellten Schwellenwerten wird die Steuervorrichtung ein Steuersignal 15 an den Pumpenmotor 30 senden, um entweder die Motordrehzahl zu verringern oder zu steigern. Das Steuersignal kann eine Vielzahl von Amplitudenwerten und/oder Impulsbreiten haben, die den relativen Steigerungsgrad oder Verringerungsgrad der Motordrehzahl relativ zur gegenwärtigen Drehzahl anzeigen. Software-Programme 17 können auch ein Steuersignal 19 zu einer Alarmanzeige 23 senden, um irgendein Versagen oder ein abnormes Verhalten im System anzuzeigen, was den Betrieb der Pumpe verhindert. Das Alarmsteuersignal kann auch variierende Amplitudenwerte und/oder Impulsbreiten entsprechend dem relativen Grad der Ernsthaftigkeit des Alarmzustandes und/oder entsprechend der relativen Größe haben, um die der abgefühlte Betriebsparameter die oberen oder unteren Grenzen der zulässigen Betriebsbedingungen überschreitet. Der Speicherbereich 14 weist Speichermedien auf, um geländespezifische Daten zu speichern, die für die Software-Programmausführung erforderlich sind, und weist die maximale Pumpendrehzahl, den Dampfdruck gegenüber der Temperatur, das spezifische Gewicht bzw. die Dichte gegenüber der Temperatur, den Kapazitätseinstellpunkt und den Druckeinstellpunkt und den Stabilitätsfaktor (cf) auf. Solche einsatzspezifischen Datenanforderungen für Steuervorrichtungsberechnungen sind in 3C gezeigt. Wie in 3B gezeigt, werden Pumpendaten, die für die Steuervorrichtungsberechnungen erforderlich sind, im Speicherbereich 14 gespeichert, wie beispielsweise in einer Datenbank, und weisen den Pumpenauslassdurchmesser, den Pumpenansaugdurchmesser, die Ansaugmessvorrichtungshöhe zur Ansaugung CL, die Netto-Messvorrichtungshöhendifferenz, die minimale kontinuierliche Kapazi tät, die minimale zulässige Kapazität, TDH_new gegenüber der Kapazität bei unterschiedlichen Drehzahlen und NPSHR gegenüber der Kapazität bei speziellen Drehzahlen auf.
3D zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm der Steuervorrichtungssoftwarefähigkeiten des Programmmoduls 17 (3A), welches im Allgemeinen die folgenden Software-Module aufweist: Kapazität/Flussbestimmungsmodul 171, TDH-Leistungslogikmodul 173, NPSH-Logik 175, Leitung-Wasser-Wirkungsgradmodul 177, Kapazitätsflusssteuerlogik 179, Drucksteuerlogik 181, Logik 183 für niedrigen Fluss und Steuermodul 185 für variable Drehzahl. Die Verarbeitung, die mit jedem dieser Module assoziiert ist, wird unten beschrieben. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jeder dieser algorithmischen Prozesse mit einer Frequenz von 10 mal pro Sekunde ausgeführt, um ausreichend irgendwelches abnormes Verhalten zu überwachen und zu korrigieren. Wie aus 3D zu sehen ist, verwendet jedes der Module im Allgemeinen sowohl die Sensordaten als auch gespeicherte Parameterdaten (die im Speicher 14 gespeichert sind), die aus früheren Berechnungen erhalten wurden, um die Pumpenbetriebsbedingungen zu bestimmen. Die Module geben Steuersignale aus, um entweder einen Leistungsalarm 22 zu aktivieren und/oder die Motordrehzahl des Motors 30 einzustellen.
4A zeigt ein Blockdiagramm des Kapazitätsbestimmungsmoduls der Steuervorrichtung, welches als Eingangsgröße die Sensoreingangsgrößen ΔP, T_p und n aufnimmt, um die Kapazität des Pumpensystems unter Verwendung der Technik zu berechnen, die in dem Patent 5 129 264 offenbart wird. Es sei auch bemerkt, dass die Kapazität Q direkt von einer Flussmessvorrichtung erhalten werden kann, genauso wie unter Verwendung der oben erwähnten Technik.
4B stellt ein Flussdiagramm dar, um die Flussberechnung zu erhalten, die mit dem Flussbestimmungssoftwaremodul 171 assoziiert ist. Mit Bezug auf 4B werden Sensordaten bezüglich der Pumpgut- bzw. Fördergut temperatur T_p und der Pumpendrehzahl n empfangen, und das spezifische Gewicht (S_pGR) kann aus den Parameterdaten in der Datenbank ausgewählt werden, die das spezifische Gewicht von Wasser gegenüber der Temperatur aufweist, wie in 10 gezeigt. Die Software wirkt dann dahingehend, dass sie aus den in 12 veranschaulichten Parameterdaten der Pumpe den Druckunterschied gegenüber dem Fluss bei unterschiedlichen Drehzahlen auswählt, wobei der Drehzahlwert in der Datenbank einen Wert hat, der am nächsten an der ausgewählten Pumpendrehzahl vom Sensor 4 liegt. In der Datenbank 14 sind tabellenartig aufgestellte Werte des Flusses in GPM als eine Funktion des Förderhöhenunterschiedes des Druckes Δft. vorhanden. Die Druckdifferenz (ΔP), die über den Sensor 3 eingegeben wurde, wird dann verwendet, um den tabellenartig aufgeführten Fluss mit einem Wert von Δft. Druck am nächsten zum Sensoreingang-ΔP-Wert liegend zu bestimmen und auszuwählen.
Mit Bezug auf 5A ist ein Flussdiagramm des TDH-Logikteils 173 (TDH = pump total dynamic head = totaler dynamischer Pumpendruck) der Steuervorrichtung 10 gezeigt, der dahingehend wirkt, dass er den totalen dynamischen Druck und die Pumpenleistung bestimmt. Wie in 5A gezeigt, werden Datenwerte, die mit dem spezifischen Gewicht des gepumpten Strömungsmittels assoziiert sind, in Tabellen (oder als Gleichungen) im Speicher 14 gespeichert, genauso wie die Pumpendaten (siehe 3B). Eine solche Tabelle ist in 10 veranschaulicht. Die TDH-Logiksteuervorrichtung verarbeitet auch Tabellendaten, die mit dem Dampfdruck des gepumpten Strömungsmittels assoziiert sind (11) und Δ-Druck bzw. die Druckdifferenz gegenüber dem Fluss für bis zu sechs Drehzahlen, wie in 12 gezeigt. Das Flussdiagramm der 5A veranschaulicht die folgenden Schritte der Bestimmung des totalen dynamischen Pumpendruckes und des Vergleichs des berechneten Wertes mit einem Schwellenwert. Wenn der tatsächliche totale dynamische Pumpendruck bei einem gegebenen Fluss unter einem voreingestellten Wert (beispielsweise 85–95% des Tabellenwertes) ist, dann wird ein Steuersignal ausgegeben, um einen Leistungsalarm zu aktivieren. Die Schritte der Bestimmung des totalen dynamischen Pumpendruckes (TDH) sind die folgenden:
Bestimmung des totalen dynamischen Pumpendruckes (TDH)

a. Bestimmung des Netto-Geschwindigkeitskoeffizienten dieser Pumpe Cv = 2,5939·10^ – 3·(1/Dd^4 – 1/Ds^4)wobei gilt Ds ist der Pumpenauslassrohrdurchmesser in Inch Dd ist der Pumpenansaugrohrdurchmesser in Inch Dd und Ds sind Parameter von eingegebenen Daten
b. Netto-Geschwindigkeitsdruck dieser Pumpe bestimmen Δhv = Cv·Q^2wobei gilt Cv ist der Netto-Geschwindigkeitskoeffizient dieser Pumpe Q ist der Pumpenfluss im GPM aus der Flussberechnung oder direkt von einer Flussmessvorrichtung
c. Totalen dynamischen Pumpendruck TDH bestimmen TDH = (Pd – Ps)/SG + ΔZ + Δhvwobei gilt Pd ist der Pumpenauslassdruck (absolut) in Fuß Ps ist der Pumpenansaugdruck (absolut) in Fuß ΔZ ist die Netto-Messvorrichtungshöhendifterenzeingangsparametergröße zwischen den Pd- & Ps-Messvorrichtungen in Fuß Δhv ist der Netto-Geschwindigkeitsdruck SP GR (Ü: SG) ist das spezifische Gewicht des Pumpgutes

Der Pumpenleistungsvergleich wird dann unter Verwendung der tatsächlichen Pumpendrehzahl, des Flusswertes und des bestimmten TDH-Wertes ausgeführt. Das Pumpenleistungsvergleichsverfahren wird unten wie folgt dargelegt:
Pumpenleistungsvergleich

d. Tatsächliche Pumpendrehzahl im Fluss und berechneter totaler dynamischer Pumpendruck TDH sind bekannt.
e. Auswahl der Pumpenleistungsdaten aus der Tabelle der 13 mit einer Drehzahl am nächsten an der tatsächlichen Pumpendrehzahl.
f. Korrektur des tatsächlichen Pumpenflusses und des totalen dynamischen Pumpendruckes auf die Tabellendrehzahl unter Verwendung der Affinitätsgesetze: (Q1/Q2) = (N1/N2) (TDH1/TDH2) = (N1/N2)^2
g. Verwendung der Werte für den bezüglich der Drehzahl korrigierten Pumpenfluss und den totalen dynamischen Pumpendruck, um diese mit Datenwerten aus der Datenbanktabelle in 13 zu vergleichen.
h. Wenn der tatsächliche totale dynamische Pumpendruck beim gegebenen Fluss geringer als 85% bis 95% des Tabellenwertes ist (vom Kunden einstellbarer Einstellparameter), dann Aktivierung des Pumpenleistungsalarms.

Mit Bezug auf 5B ist nun ein Flussdiagramm des NPSH-Logiksteuervorrichtungsteils 175 veranschaulicht (NPSH = net positive suction head = positiver Netto-Ansaugdruck). Wie in 5B gezeigt, weisen die Eingangsgrößen in das NPSH-Modul die Kapazität Q, den Dampfdruck (Pv), das spezifische Gewicht, den Pumpenansaugdruck, die Pumpguttemperatur und die Strömungsmitteltemperatur auf. Der verfügbare positive Netto-Ansaugdruck (NPSHa = net positive suction head available) wird dann wie folgt bestimmt:
Verfügbarer positiver Netto-Ansaugdruck (NPSHa):

a. Tatsächliche Pumpguttemperatur ist bekannt (T_p)
b. Dampfdruck (Pv) des Pumpgutes aus den gespeicherten Daten in der Datenbank erhalten, wie in 11 gezeigt
c. Ansauggeschwindigkeitsdruck bestimmen: hvs = (2,5939·10^ – 3)/Ds^4·Q^2,wobei gilt Ds ist der Pumpenansaugrohrdurchmessereingangswert in Inch.
d. Verfügbaren positiven Nettoansaugdruck bestimmen: NPSHa = (Ps + Pv)/SG + ΔZs + hvswobei gilt Ps ist der absolute Pumpenansaugdruck in Fuß Pv ist der Pumpgutdampfdruck in Fuß SP GR (Ü: SG) ist das spezifische Gewicht des Pumpgutes, wie vom Flussmodul 171 bestimmt ΔZs ist die Differenz der eingegebenen Daten bezüglich der Ansaugmessvorrichtungshöhe zum Pumpenansaugeingang in Fuß hvs ist der Ansauggeschwindigkeitsdruck in Fuß bestimmt aus dem Schritt c

Ein Vergleich von NPSHa gegenüber NPSHr, wie in der Datenbank 14 gespeichert (siehe 14) wird dann vorgenommen. Wenn NPSHa geringer als NPSHr ist, gibt das Programm ein Steuersignal an den Alarm aus und/oder reduziert die Pumpendrehzahl, um zu verhindern, dass die Pumpe weiter in einem Kavitationszustand arbeitet. Die folgenden Schritte bilden die Vergleichsschritte von NPSHa gegenüber NPSHr ab.
Vergleich von NPSHa gegenüber NPSHr

a. Pumpendrehzahl, Fluss und NPSHa sind bekannt.
b. Aufruf der Parameterdaten aus der Datenbanktabelle aus 14 entsprechend den Daten der am nächsten liegenden Drehzahl.
c. Korrektur der Fluss- und NPSHa-Werte unter Verwendung von Affinitätsgesetzen für die Tabellendrehzahl.
d. Anwendung der Datenbanktabelle der 14 beim korrigierten Fluss, um NPSHr zu erhalten.
e. Wenn für die Tabellendrehzahl gilt NPSHr > NPSHa, dann Aktivierung des Alarms über das Steuersignal; und
f. Ausgabe des Steuersignals zur Verringerung der Drehzahl um den Faktor (NPSHa/NPSHr)^2.

Es sei bemerkt, dass wie in dem NPSH-Logikteil der Steuervorrichtung beschrieben, die berechneten Ergebnisse mit der tabellenartig dargestellten Pumpenleistung und den NPSHr-Werten verglichen werden, so dass in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn die Leistung geringer als 95% ist (vom Anwender auszuwählen) dann ein Alarm aktiviert wird. Wenn der NPSHr der Pumpe größer ist als der NPSHa des Systems, wird der Alarm 23 aktiviert.
Die Steuervorrichtung 10 weist auch ein Software-Programmmodul 177 auf, welches eine Leitung-Wasser-Wirkungsgradanalyse ausführt. Wie in dem Flussdiagramm der 9 veranschaulicht, sind die Schritte, die mit diesem Leitung-Wasser-Wirkungsgrad des Pumpensystems assoziiert sind, die Folgenden:
Leitung-Wasser-Wirkungsgrad (wire to water efficiency) bestimmen:

a. Erzeugte Wasser-Leistung berechnen WHP = (Q·TDH·SG)/3960wobei gilt Q ist der Pumpenfluss in GPM vom Modul 171 TDH ist der Pumpendruck in Fuß vom Modul 173 SP GR (Ü: SG) ist das spezifische Gewicht des Pumpgutes
b. Verwendete elektrische Leistung berechnen EHP = KW/0,746wobei gilt KW ist die Leistungseingabe in Kilowatt (kw)
c. Leitung-Wasser-Wirkungsgrad des Pumpensystems berechnen: μww = WHP/EHP

6 veranschaulicht den Kapazitätslogikteil 179 der Steuervorrichtung 10. Wie in 6 veranschaulicht weist die Verarbeitung für die Flusssteuerung die Einstellung der Kapazität (Q set) die Bestimmung, ob die Kapazität in einem erwünschten Bereich ist, und zwar durch Vergleich der tatsächlichen Kapazität Qact mit dem Qset-Wert, und die Einstellung der Drehzahl mit einem Faktor auf. Nnew = Nold + ((((Qset/Qact)·Nold) – Nold)·CF)
CF ist ein Stabilitätsfaktor, der vom Kunden eingestellt wird (typischerweise 0,1 bis 1,0). CF wird verwendet, um eine Überkorrektur und Instabilität in der Steuerung des Pumpenflusses und der Pumpendrehzahl zu verhindern, wie in 6 gezeigt, wobei das Ausgangssteuersignal dahin gehend arbeitet, entweder die Motordrehzahl des Pumpenmotors zu steigern oder zu verringern.
7 veranschaulicht eine Prozessvariablensteuerung für das Druckbestimmungsmodul 181, das mit der Steuervorrichtung 10 assoziiert ist.
Wie in 7 gezeigt, weisen die Schritte, die mit dieser variablen Steuerung assoziiert sind, Folgendes auf:
Prozessvariablensteuerung für den Druck:

a. Vergleich von Pdact (Ist-Pd) mit Pdset. (Pd = Pumpenauslassdruck)
b. Einstellung der Drehzahl mit einem Faktor Nnew = (Pdact/Pdset)^0,5·n·CF, wobei gilt
c. CF ist ein Stabilitätsfaktor, der vom Kunden eingestellt wird (typischerweise 0,1 bis 1,0) CF wird verwendet, um eine Überkorrektur und Instabilität bei der Steuerung des Pumpendruckes und der Pumpendrehzahl zu verhindern.

Wie in 7 gezeigt, arbeitet das Ausgangssteuersignal des Moduls 181 dahingehend, dass es die Pumpenmotordrehzahl entweder steigert oder verringert.
8 veranschaulicht ein Flussdiagramm des Teils des Logikmoduls 183 für niedrigen Fluss der Steuervorrichtung 10, der den Betriebspumpenfluss mit dem berechneten minimalen kontinuierlichen Fluss der Pumpe vergleicht. Wenn die tatsächliche Flussrate unter dem minimalen kontinuierlichen Fluss ist, wird ein Alarm aktiviert. Der Betriebspumpenfluss wird auch mit dem minimal zulässigen berechneten Fluss der Pumpe verglichen, so dass wenn die tatsächliche Flussrate unter dem minimalen zulässigen Fluss ist, das Softwareprogramm dahin gehend arbeitet, dass es ein Steuersignal liefert, um den Alarm zu aktivieren und/oder die Pumpendrehzahl zu reduzieren, um zu verhindern, dass die Pumpe weiter unter dem minimalen zulässigen Fluss arbeitet. Die folgenden Schritte bilden jede der oben dargelegten Bedingungen ab.
Unter dem minimalen kontinuierlichen Fluss:

a. Den minimalen kontinuierlichen Fluss (mcf) der Pumpe bei der maximalen Drehzahl (max) in gpm im Datenbankspeicher eingeben.
b. Der minimale kontinuierliche Fluss bei irgendeiner Drehzahl ist (N1/Nmax)·mcfmax.
c. Wenn Qact < mcf für eine gegebene Drehzahl ist, Erzeugung eines Alarmsignals, um den Kunden zu benachrichtigen, dass der Fluss unter dem minimalen kontinuierlichen Flussniveau ist.

Unter dem minimalen zulässigen Fluss:

a. Eingabe des zulässigen Flusses (af) der Pumpe bei der maximalen (max) Drehzahl in gpm in die Datenbank.
b. Der zulässige Fluss bei irgendeiner Drehzahl ist (N1/Nmax)·afmax.
c. Wenn Qact < af für eine gegebene Drehzahl ist, Ausgabe eines Steuersignals, um den Kunden zu alarmieren, dass der Fluss unter dem minimalen zulässigen Flussniveau ist.
d. Wenn Qact < af ist, Ausgabe eines Steuersignals, um die Drehzahl der Pumpe auf ein Minimum zu reduzieren (d.h. 1000 U/min) um einen Schaden an der Pumpe zu eliminieren.
e. Anwenderschnittstelle nimmt wieder die Steuerung auf, sobald der Grund des Zustandes unter dem zulässigen Fluss eliminiert worden ist.

Das Steuermodul 185 für variable Drehzahl arbeitet, wie im Flussdiagramm der 15 abgebildet. Wie in 15 gezeigt, wird die erwünschte Pumpendrehzahl ausgewählt und in das Modul über die Anwenderschnittstelle 29 eingegeben. Die ausgewählte Pumpendrehzahl, die in das Modul 185 durch einen Anwender eingegeben wird, wird in der Datenbank 14 gespeichert, und ein Steuersignal wird aus der Steuervorrichtung ausgegeben, um die erwünschte Drehzahl des Motors 30 einzustellen.
Wie man sicherstellen kann, wirkt die Steuervorrichtung dahin gehend, dass sie die Pumpenbetriebsparameter berichtet und korrigiert, die den Pumpenfluss, die Pumpenleistung, den Pumpendruck und die Drehzahl aufweisen, um effektiv die Pumpe in einem effizienten und aktiven Zustand zu steuern und zu halten.
Es wird verständlich sein, dass die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beispielhaft sind, und dass ein Fachmann viele Variationen und Modifikationen vornehmen kann, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Während beispielsweise eine einzelne Pumpenleistungsalarmüberwachung gezeigt worden ist sei bemerkt, dass jedes der Softwareanwendungsmodule ein getrenntes Steuersignal liefern kann, welches zu einer getrennten jeweiligen Alarmüberwachung geleitet werden kann, die eine LED oder einen Summer aufweist, der den Techniker bezüglich des präzisen Überfluss- oder Überlastungszustandes alarmieren würde. So ein Satz von Alarmüberwachungen, die jeweils mit den Software-Modulen gekoppelt sind, ist in 16 veranschaulicht. Die Alarmüberwachungen können mit einem getrennten Computersystem oder Computernetzwerk verbunden sein, welches dahin gehend arbeiten kann, dass es eine Person an einer Stelle entfernt von der Stelle der Pumpe alarmieren kann. Der Anwendungsprogrammcode, der mit den Software-Modulen 16 und 17 assoziiert ist, kann in einer Vielzahl von Sprachen höheren Niveaus geschrieben sein, wie beispielsweise Basic, C oder irgendwelche anderen Sprachen höheren Niveaus, und arbeitet in Kombination mit herkömmlichen Betriebssystemen in wohlbekannter Weise, um ordnungsgemäß mit den Pumpensensoren, mit dem Pumpenmotor und irgendwelchen Peripherievorrichtungen zu kommunizieren. Darüber hinaus, wie zuvor beschrieben, kann die Steuervorrichtung in einer Vorrichtung mit einstellbarer Frequenz (VFD) aufgenommen sein, um Pumpensensordaten aufzunehmen und Steuersignale auszugeben, um die Pumpenmotordrehzahl einzustellen, oder kann außerhalb einer Vorrichtung mit einstellbarer/variabler Frequenz gelegen sein und kann innerhalb eines Schnittstellenmoduls gelegen sein und mit der Vorrichtung mit einstellbarer/variabler Frequenz verbunden sein, so dass alle eingegebenen Daten zur Steuervorrichtung über die VFD gesandt werden und dass ein Steuersignal zur Einstellung der Motordrehzahl aus der Steuervorrichtung in die VFD ausgegeben wird, um die Drehzahl des elektronischen Pumpenmotors einzustellen.

Claims

Steuervorrichtung (10) zum Steuern der Betriebsparameter assoziiert mit Strömungsmittelfluss, Geschwindigkeit oder Druck einer Zentrifugal- bzw. Kreiselpumpe (40) zum Pumpen von Strömungsmittel, wobei mindestens ein Sensor (1, 2, 3, 4, 5, 6) mit der Pumpe (40) gekoppelt ist, um ein eine Anzeige für einen abgefühlten Betriebszustand bildendes Signal zu erzeugen, wobei die Steuervorrichtung (10) folgendes aufweist: eine Speichervorrichtung (14) zum Speichern von Daten, die eine Anzeige für mindestens einen Betriebszustand bilden; und einen Prozessor (12) in Verbindung mit dem Sensor (1, 2, 3, 4, 5, 6), wobei der Prozessor (12) mindestens ein Sensorsignal (1, 2, 3, 4, 5, 6) und die erwähnten gespeicherten Daten, die mindestens einen Betriebszustand anzeigen, verwendet, um ein Steuersignal (15) zu erzeugen, welches an die Pumpe (40) zur Korrektur der Drehzahl derselben und um eine erforderliche Pumpenströmung oder einen Druck aufrecht zu erhalten, angelegt wird, dadurch gekennzeichnet dass das erwähnte Steuersignal (15) einen Stabilitätsfaktor aufweist, der eine Überkorrektur der Pumpendrehzahl verhindert.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein Alarmsteuersignal (19) an einen Alarmmonitor ausgegeben wird, um einen Alarmzustand innerhalb der Pumpe (40) anzuzeigen.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (14) eine Datenbasis aufweist und wobei die gespeicherten Daten physikalische Pumpendaten und die für die Lage bzw. den Einsatz spezifischen Daten umfassen.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Sensor (1, 2, 3, 4, 5, 6) eine Vielzahl von Sensoren aufweist, und zwar einschließlich eines Ansaugdrucksensors (1), eines Auslassdrucksen sors (2), eines Differenzdrucksensors (3) und einen Pumpendrehzahlsensors (4), und wobei jeder Sensor (1, 2, 3, 4) ein entsprechendes Signal erzeugt, das eine Anzeige für den abgefühlten Betriebszustand gibt.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (12) ein Alarmsteuersignal (19) erzeugt, welches an einen Alarmmonitor (23) ausgegeben wird und einen Alarmzustand anzeigt, wenn ein bestimmter dynamischer Gesamtpumpendruck bei einer bestimmten Strömungsmittelströmung kleiner ist als ein voreingestellter Wert, der mit dem erwähnten gespeicherten Datenwert assoziiert ist.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (12) ein Alarmsteuersignal (19) erzeugt, welches an einen Alarmmonitor (23) ausgegeben wird und einen Alarmzustand anzeigt, wenn ein in der Datenbank (14) gespeicherter Wert entsprechend einem erforderlichen bzw. angeforderten positiven Nettoansaugdruckschwellenwert den verfügbaren positiven Nettoansaugdruck übersteigt.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei ein Steuersignal (15) durch den Prozessor (12) zum Reduzieren der Motordrehzahl der Pumpe (40) erzeugt wird, und zwar um eine vorbestimmte Größe dann, wenn der erwähnte angeforderte positive Nettoansaugdruck den verfügbaren positiven Nettoansaugdruck übersteigt.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (12) ein Alarmsteuersignal (19) erzeugt, welches an einen Alarmmonitor (23) ausgegeben wird und einen Alarmzustand anzeigt, wenn eine bestimmte Strömungsmittelströmung kleiner ist als die berechnete minimale kontinuierliche Pumpenströmung.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Prozessor (12) ein an einen Alarmmonitor (23) abgegebenes Alarmsteuersignal (19) er zeugt, und zwar dann einen Alarmzustand anzeigend, wenn ein bestimmter Strömungsmittelfluss kleiner ist als eine berechnete minimale zulässige Pumpenströmung.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei ein Steuersignal (15) vom Prozessor (12) erzeugt wird, um die Pumpendrehzahl zu reduzieren, wenn die erwähnte Strömungsmittelströmung kleiner ist als die erwähnte minimale zulässige Strömung.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei der Prozessor (12) ein Steuersignal (15) zur Reduktion der Motordrehzahl der Pumpe um eine vorbestimmte Größe erzeugt, wenn ein gespeicherter Wert in der Datenbank (14) entsprechend einem erforderlichen positiven Nettoansaugdruckschwellenwert einen verfügbaren positiven Nettoansaugdruck übersteigt.
Steuervorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei der Prozessor (12) ein Steuersignal (15) zur Reduzierung der Motordrehzahl der Pumpe (40) um eine vorbestimmte Größe dann erzeugt, wenn eine bestimmte Strömungsmittelströmung kleiner ist als die berechnete minimal zulässige Pumpenströmung.
Verfahren zur Steuerung der Betriebsparameter, die mit der Strömungsmittelströmung, der Drehzahl oder dem Druck einer Kreiselpumpe eines Strömungsmittelpumpensystems assoziiert sind, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: Speichern von mindestens einen Betriebszustand der Kreiselpumpe anzeigenden Datenwerten; Messen von mindestens einem Betriebsparameter assoziiert mit der Kreiselpumpe; und Erzeugen eines Steuersignals, welches an die Kreiselpumpe angelegt wird, um die Drehzahl derselben zu korrigieren, um eine angeforderte Pumpenströmung oder einen Druck aufrechtzuerhalten, dadurch ge kennzeichnet, dass das erwähnte Steuersignal einen Stabilitätsfaktor aufweist, der die Überkorrektur der Pumpendrehzahl verhindert, wobei das Steuersignal unter Verwendung der gemessenen Betriebsparameter und der gespeicherten Datenwerte erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ferner der Schritt des Ausgebens eines Alarmsteuersignals an einen Alarmmonitor zur Anzeige eines Alarmzustandes innerhalb der Pumpe vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die gespeicherten Datenwerte den Dampfdruck als eine Funktion der Temperatur, das spezifische Gewicht als Funktion der Temperatur und die Kreiselpumpenleistungsfähigkeit als eine Funktion der Motordrehzahl der Kreiselpumpe aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die gespeicherten Datenwerte ferner folgendes umfassen: Differenzdruck und Strömung als eine Funktion der Motordrehzahl der Kreiselpumpe und verfügbaren positiven Nettoansaugdruck als eine Funktion der Motordrehzahl der Kreiselpumpe.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erwähnte gemessene Betriebsparameter folgendes umfasst: Pumpenansaugdruck, Pumpenauslassdruck, Pumpendrehzahl und Pumpendifferenzdruck.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der gemessene Betriebsparameter ferner folgendes aufweist: Pumpenmengen- bzw. Pumpguttemperatur, Pumpenmotorleistung und benutzereingestellte Punkte.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt des Speicherns der Datenwerte folgendes aufweist: den Schritt des Speicherns des spezifischen Gewichts der Pumpmenge des Strömungsmitteldampfdrukkes, des Differenzdruckes und der Strömung als eine Funktion der Motordrehzahl, und der Pumpenleistungsfähigkeitsparameter als eine Funktion der Motordrehzahl und der positive Nettoansaugdruckparameter als eine Funktion der Motordrehzahl.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern um berechnete Datenwerte entsprechend den gemessenen Betriebsparametern zu enthalten; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; wobei die Schritte des Erhaltens der berechneten Datenwerte und des Vergleichens der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert folgendes aufweisen: Bestimmung einer Strömungsmittelströmung; Berechnung eines dynamischen Gesamtdruckwerts assoziiert mit der Pumpe unter Verwendung der bestimmten Strömungsmittelströmung; Auswahl aus den gespeicherten vorgeschriebenen Datenwerten von denjenigen Datenwerten die eine Drehzahl am nächsten zu dem gemessenen Pumpenmotordrehzahlbetriebsparameter besitzen; Korrigieren des tatsächlichen Pumpenflusswertes und des erwähnten dynamischen Gesamtdruckwertes unter Verwendung der gespeicherten Datenwerte assoziiert mit der Pumpenmotordrehzahl zum Erhalt des korrigierten Pumpenflusswertes und dynamischen Gesamtdruckwertes; Vergleichen des korrigierten Pumpenflusswertes und des dynamischen Gesamtdruckwertes mit den Schwellenwerten; und Erzeugen eines Alarmsignals zur Aktivierung eines Alarms ansprechend darauf, wenn die Differenz zwischen dem korrigierten Pumpenflusswert und dem dynamischen Gesamtdruckwert und den Schwellenwerten größer ist als der erwähnte voreingestellte Wert.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern, um berechnete Datenwerte zu erhalten und zwar entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; wobei die Schritte des Erhalts berechneter Datenwerte und des Vergleichs der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Bestimmen des Datenwertes des verfügbaren positiven Nettoansaugdruckes; Vergleichen des Datenwertes des verfügbaren positiven Nettoansaugdruckes mit vorbestimmten Datenwerten entsprechend einem gespeicherten Wert des verfügbaren positiven Nettoansaugdruckes; und Erzeugen eines Alarmsignals zum Aktivieren eines Alarms, wenn der gespeicherte Wert des verfügbaren positiven Nettoansaugdruckes größer ist als der Wert des verfügbaren positiven Nettoansaugdrukkes.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern zum Erhalt berechneter Datenwerte entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; wobei die Schritte des Erhaltens berechneter Datenwerte und der Vergleich der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweist: Erzeugen des erwähnten Steuersignals zum Reduzieren der Pumpenmotordrehzahl um eine vorbestimmte Größe, wenn der gespei cherte Wert des positiven Nettoansaugdruck größer ist als der erwähnte Wert des verfügbaren positiven Nettoansaugdruckes.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der erwähnten gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern zum Erhalt berechneter Datenwerte entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; wobei die Schritte des Erhalts berechneter Datenwerte und des Vergleichs der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Berechnen einer minimalen kontinuierlichen Pumpenströmung und Vergleichen mit der bestimmten Strömungsmittelströmung; und Erzeugen eines Alarmsignals zum Aktivieren eines Alarms, wenn die bestimmte Strömungsmittelströmung kleiner ist als die berechnete minimale kontinuierliche Strömung.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern zum Erhalt berechneter Datenwerte entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; wobei die Schritte des Erhalts der berechneten Datenwerte und der Vergleich der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Berechnen einer minimalen zulässigen Pumpenströmung und Vergleichen mit der bestimmten Strömungsmittelströmung; und Erzeugen eines Alarmsignals zur Aktivierung eines Alarms, wenn die bestimmte Strömungsmittelströmung kleiner ist als die berechnete minimale zulässige Strömung.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei ferner die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Daten mit den gemessenen Betriebsparametern, um berechnete Datenwerte entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter zu erhalten; Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; Erzeugen von Steuersignalen ansprechend darauf zur Korrektur der Drehzahl, um eine angeforderte Pumpenströmung oder einen Pumpendruck aufrecht zu erhalten; wobei die Schritte des Erhalts berechneter Datenwerte und des Vergleichens der berechneten Datenwerte mit dem entsprechenden Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Bestimmung einer Strömungsmittelströmung; Berechnen eines dynamischen Gesamtdruckwertes assoziiert mit der Pumpe unter Verwendung der erwähnten bestimmten Strömungsmittelströmung; Auswählen aus den gespeicherten vorbestimmten Datenwerten von denjenigen Datenwerten, die eine Drehzahl besitzen, die am dichtesten an dem gemessenen Pumpenmotordrehzahlbetriebsparameter liegt; Korrigieren des tatsächlichen oder Ist-Pumpenströmungswertes und des erwähnten dynamischen Gesamtdruckwertes unter Verwendung der erwähnten gespeicherten vorbestimmten Datenwerte assoziiert mit der Pumpenmotordrehzahl zum Erhalt von korrigierten Pumpenflusswerten und dynamischen Gesamtdruckwerten; Vergleichen des korrigierten Pumpenflusswertes und des dynamischen Gesamtdruckwertes mit den Schwellenwerten; und Erzeugen eines Alarmsignals zur Aktivierung eines Alarms ansprechend darauf, wenn die Differenz zwischen dem korrigierten Pumpen flusswert und dem dynamischen Gesamtdruckwert und den Schwellenwerten größer ist als der erwähnte voreingestellte Wert; wobei die Schritte des Erhalts berechneter Datenwerte und eines Vergleichs der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Vergleichen der bestimmten Strömungsmittelströmung Qact mit einem Schwellenwert Qset entsprechend einer durch den Benutzer einstellbaren Strömungsmittelströmung; und Verwenden des erwähnten Steuersignals zum Einstellen der Motordrehzahl mit einem Faktor Nnew = Nold + ((((Qset/Qact)·Nold) – Nold)·CF), wobei Nold (N_alt) die gemessene Motordrehzahlumgebungsparametergröße ist, und wobei CF den benutzereinstellbaren Wert darstellt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: Assoziieren von Untersätzen der gespeicherten Datenwerte mit den gemessenen Betriebsparametern zum Erhalt berechneter Datenwerte entsprechend dem gemessenen Betriebsparameter; und Vergleichen der berechneten Datenwerte mit einem entsprechenden Schwellenwert; und Erzeugen von Steuersignalen ansprechend darauf zur Korrektur der Drehzahl davon und zwar zum Aufrechterhalten einer erforderlichen Pumpenströmung oder eines erforderlichen Pumpendruckes; wobei die Schritte des Erhalts der berechneten Datenwerte und des Vergleichs der berechneten Datenwerte mit dem entsprechenden Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Bestimmen einer Strömungsmittelströmung; Berechnen eines dynamischen Gesamtdruckwertes assoziiert mit der Pumpe unter Verwendung der erwähnten bestimmten Strömungsmittelströmung; Auswahl aus den gespeicherten vorbestimmten Datenwerten von denjenigen Datenwerten, die eine Drehzahl besitzen, die am dichtesten an dem gemessenen Pumpenmotordrehzahlbetriebsparameter liegt; Korrigieren des Ist-Pumpenflusswertes und des erwähnten dynamischen Gesamtdruckwertes unter Verwendung der erwähnten gespeicherten vorbestimmten Datenwerte assoziiert mit der Pumpenmotordrehzahl zum Erhalt des korrigierten Pumpenflusswertes und des dynamischen Gesamtdruckwertes; Vergleichen des korrigierten Pumpenflusswertes und des dynamischen Gesamtdruckwertes mit den Schwellenwerten; und Erzeugen eines Alarmsignals zum Aktivieren eines Alarms ansprechend darauf, wenn die Differenz zwischen dem korrigierten Pumpenflusswert und dem dynamischen Gesamtdruckwert und den Schwellenwerten größer ist als der erwähnte voreingestellte Wert; wobei die Schritte des Erhalts der berechneten Datenwerte und des Vergleichs der berechneten Datenwerte mit einem Schwellenwert ferner folgendes aufweisen: Vergleichen des bestimmten Pumpenauslassdruckes Pdact mit einem Schwellenwert Pdset entsprechend einem vorbestimmten gespeicherten Auslassdruckdatenwert; und Verwenden des erwähnten Steuersignals zur Einstellung der Motordrehzahl um einen Faktor von Nnew = Nold + (((((Pdset/Pdact)^0,5) Nold) – Nold)·CF).