一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，包括：為水泵系統(tǒng)中的多個(gè)相互獨(dú)立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個(gè)控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)。本發(fā)明的方法基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計(jì)算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實(shí)現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
【專利說(shuō)明】—種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑節(jié)能和智能控制【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，通常使用多臺(tái)變頻水泵并聯(lián)，通過(guò)調(diào)節(jié)水泵的啟停狀態(tài)和水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足系統(tǒng)末端的需求。
[0003]在現(xiàn)有的水泵控制系統(tǒng)中，通常采用集中控制的方式，即采用一臺(tái)控制器控制所有并聯(lián)的水泵。但是由此導(dǎo)致的后果是:如果要實(shí)現(xiàn)并聯(lián)水泵的優(yōu)化控制，需要將所有并聯(lián)水泵的性能參數(shù)由自控廠商寫入控制器，而水泵詳細(xì)的性能參數(shù)又是水泵設(shè)備生產(chǎn)廠商不愿公開的，因此可操作性差。此外，這種集中式的控制方式需要對(duì)控制器和水泵進(jìn)行手動(dòng)配置，帶來(lái)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作，擴(kuò)展性也比較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種控制效率高、魯棒性好、擴(kuò)展性佳的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法。
[0005]有鑒于此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟:為所述水泵系統(tǒng)中的多個(gè)相互獨(dú)立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個(gè)控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)；每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)所述水泵系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的水泵系統(tǒng)控制方法基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計(jì)算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實(shí)現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
[0007]除此之外，本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法還可以具有如下技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)包括以下步驟:A.在每個(gè)所述控制器內(nèi)置對(duì)應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，所述控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)水泵的壓差測(cè)量值；B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時(shí)，所述控制器比較所述壓差測(cè)量值與壓差設(shè)定值，如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時(shí)未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，執(zhí)行Cl至C3 ;如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運(yùn)算，執(zhí)行步驟Dl至D4 ；C1.所述控制器根據(jù)對(duì)應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測(cè)量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實(shí)際工作點(diǎn)，以最高效率點(diǎn)為調(diào)節(jié)預(yù)期，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量；C2.所述控制器控制對(duì)應(yīng)水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；C3.所述控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號(hào)，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器；D1.所述控制器接受到來(lái)自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對(duì)應(yīng)水泵的當(dāng)前存儲(chǔ)的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運(yùn)算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期；D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量；D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)；D4.所有接收到所述調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)的瞬間開始計(jì)時(shí)，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒(méi)有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，則認(rèn)為計(jì)算已收斂，此時(shí)所述控制器控制所述水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個(gè)計(jì)時(shí)周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計(jì)時(shí)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)形式為有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中二者之一或者二者的組合。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，多個(gè)所述控制器中的控制算法相同。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器通過(guò)控制與所述水泵相連的變頻器以實(shí)現(xiàn)所述對(duì)應(yīng)水泵變速。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制器通過(guò)設(shè)在所述水泵進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述對(duì)應(yīng)水泵的壓差測(cè)量值。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由水泵生產(chǎn)商將所述水泵性能參數(shù)輸入到對(duì)應(yīng)的所述控制器中。
[0014]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法的流程示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的水泵系統(tǒng)控制算法的具體運(yùn)行流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0020]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。
[0022]進(jìn)一步地，在下述任何方法的說(shuō)明中，流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0023]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說(shuō)明書而言，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(⑶ROM)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)榭梢岳缤ㄟ^(guò)對(duì)紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來(lái)以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
[0024]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，如圖1所示，可以包括以下步驟:
[0026]S1.為水泵系統(tǒng)中的多個(gè)相互獨(dú)立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個(gè)控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)。
[0027]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]參考圖2，可知一個(gè)水泵系統(tǒng)中包括η個(gè)并聯(lián)的水泵100，每個(gè)水泵100配置有一個(gè)控制器200。需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)遇到水泵系統(tǒng)中局部設(shè)置有若干個(gè)串聯(lián)的水泵的情況，此時(shí)僅需要根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)將這若干個(gè)串聯(lián)水泵等效折算成單個(gè)水泵即可。
[0029]多個(gè)控制器200之間通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者結(jié)合有線無(wú)線兩種形式的綜合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，構(gòu)成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)。此處不限定于任何具體的通信控制協(xié)議，只要能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信和控制即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，由此此處的節(jié)點(diǎn)控制網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)需要以最廣泛的【技術(shù)領(lǐng)域】中含義來(lái)進(jìn)行理解和限定。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)控制器200中的控制算法相同。由于構(gòu)建的是平等的、扁平的無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)地位相同，故每個(gè)控制器200可以采用相同控制算法。
[0031]S2.每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)。
[0032]通常地，如圖2所示，控制器200對(duì)相應(yīng)水泵100進(jìn)行控制的過(guò)程中，轉(zhuǎn)速是最重要的控制量之一?？刂破?00可以通過(guò)控制與水泵100相連的變頻器300以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)水泵100變速?？刂破?00對(duì)相應(yīng)水泵100進(jìn)行信號(hào)采集的過(guò)程中，壓差測(cè)量值是最重要的采集信號(hào)之一。控制器200可以通過(guò)設(shè)在水泵100進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器400以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)水泵100的壓差測(cè)量值。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例的水泵系統(tǒng)控制方法，基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，使各并聯(lián)水泵平等地自主協(xié)調(diào)完成控制目標(biāo)，分布式地計(jì)算出優(yōu)化控制方案，極大地降低了傳統(tǒng)控制形式的人工配置調(diào)試的工作量，實(shí)現(xiàn)了控制設(shè)備的即插即用，提高了系統(tǒng)的控制效率、魯棒性及可擴(kuò)展性。
[0034]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地了解步驟S2的具體含義，下面詳細(xì)介紹一個(gè)著眼于“效率調(diào)節(jié)預(yù)期”和“壓差調(diào)節(jié)余量”信息數(shù)據(jù)的控制算法。需要說(shuō)明的是，也可以采用其他控制算法，不改變本發(fā)明的核心原理。該具體實(shí)施例中上述步驟S2具體包括:
[0035]A.在每個(gè)控制器內(nèi)置對(duì)應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)水泵的壓差測(cè)量值。
[0036]其中，水泵性能參數(shù)通常為水泵生產(chǎn)商的商業(yè)機(jī)密，一般不愿被公開。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以由水泵系統(tǒng)管理者可以先將控制器寄送給水泵生產(chǎn)商讓其保密地輸入水泵性能參數(shù)然后再拿回來(lái)安裝，或者水泵系統(tǒng)管理者邀請(qǐng)水泵生產(chǎn)商來(lái)現(xiàn)場(chǎng)后保密地向控制器輸入水泵性能參數(shù)。這樣便解決了保密性的問(wèn)題。壓差設(shè)定值可以由水泵系統(tǒng)管理者根據(jù)水泵實(shí)際安裝地點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)設(shè)定。例如，位于高層樓層的浴室水龍頭對(duì)應(yīng)的水泵的壓差設(shè)定值應(yīng)該比較大；位于底層樓層的綠化區(qū)滴灌水龍頭對(duì)應(yīng)的水泵的壓差設(shè)定值比較小。
[0037]B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時(shí)，控制器比較壓差測(cè)量值與壓差設(shè)定值。如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時(shí)未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)。也即是說(shuō)，該控制器作為調(diào)節(jié)任務(wù)的發(fā)起者，執(zhí)行下述步驟Cl至C3。如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運(yùn)算。也就是說(shuō)，該控制器作為調(diào)節(jié)任務(wù)的非發(fā)起者、協(xié)助者，執(zhí)行下述步驟Dl至D4。
[0038]需要說(shuō)明的是，預(yù)設(shè)控制周期是指壓差控制的調(diào)節(jié)周期，每經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)周期，系統(tǒng)中的控制器就會(huì)比較當(dāng)前的壓差測(cè)量值和壓差設(shè)定值是否超出預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，然后初步?jīng)Q定是否進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0039]Cl.控制器根據(jù)對(duì)應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測(cè)量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實(shí)際工作點(diǎn)，以最高效率點(diǎn)(即效率為I)為調(diào)節(jié)預(yù)期，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量。
[0040]C2.控制器控制對(duì)應(yīng)水泵變速至新的水泵轉(zhuǎn)速；
[0041]C3.控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號(hào)，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器。需要說(shuō)明的是，此處的控制器作為調(diào)解任務(wù)的發(fā)起者，最初的效率調(diào)節(jié)預(yù)期是最大值1，即從最高預(yù)期開始。
[0042]Dl.控制器接受到來(lái)自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對(duì)應(yīng)水泵的當(dāng)前存儲(chǔ)的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運(yùn)算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期。
[0043]D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量。
[0044]D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)。
[0045]D4.所有接收到調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)的瞬間開始計(jì)時(shí)，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒(méi)有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，則認(rèn)為計(jì)算已收斂，此時(shí)控制器控制水泵變速至新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個(gè)計(jì)時(shí)周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計(jì)時(shí)。
[0046]需要說(shuō)明的是，步驟Dl中提到的“控制器收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期”并不始終為最大值I。實(shí)際上，僅有作為“調(diào)節(jié)任務(wù)的第一任協(xié)助者”的控制器所接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期數(shù)值為I。但是在該“調(diào)節(jié)任務(wù)的第一任協(xié)助者”的控制器中，效率調(diào)節(jié)預(yù)期經(jīng)過(guò)計(jì)算處理會(huì)有所更新并且被廣播出去，所以從后面“調(diào)節(jié)任務(wù)的第二任協(xié)助者”開始，“控制器接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期”不再為I 了。
[0047]由上可知，本發(fā)明該實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法利用各并聯(lián)水泵帶通信功能的控制器組建的無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的壓差數(shù)據(jù)和外部設(shè)定的壓差控制目標(biāo)，使各并聯(lián)水泵通過(guò)自主協(xié)商來(lái)決定各臺(tái)水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，同時(shí)使得并聯(lián)水泵總體能效最優(yōu)。本發(fā)明實(shí)施例的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0048]1.由水泵設(shè)備生產(chǎn)廠商將水泵性能參數(shù)內(nèi)置在控制器中，解決了保密性問(wèn)題，從而解決了傳統(tǒng)集中式控制方式中自控廠商與設(shè)備廠商溝通環(huán)節(jié)的問(wèn)題，也使得基于設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化控制成為可能，調(diào)高水泵的控制效率。
[0049]2.現(xiàn)場(chǎng)中僅需將拓?fù)渖舷噜彽乃脤?duì)應(yīng)的控制器進(jìn)行通信連接，并聯(lián)水泵即可通過(guò)自主協(xié)同，高效地完成控制目標(biāo)，避免了傳統(tǒng)集中式控制方式中自控廠商介入的繁瑣的人工配置、調(diào)試環(huán)節(jié)，也能做到設(shè)備的即插即用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性。
[0050]3.本方法在理論上保證了對(duì)于給定的控制目標(biāo)，算法收斂的結(jié)果是水泵整體性能最優(yōu)，即水泵開啟的臺(tái)數(shù)和開啟水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速是最優(yōu)的，可提高水泵的運(yùn)行效率。
[0051]需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，也可能出現(xiàn)只安裝一臺(tái)水泵的情況，即水泵控制器檢測(cè)出沒(méi)有鄰居的情況。在這種情況下，由于只有一臺(tái)水泵，在工作時(shí)必然開啟，不存在通過(guò)水泵之間相互協(xié)同的問(wèn)題。此時(shí)可以根據(jù)水泵的性能參數(shù)、當(dāng)前水泵的實(shí)際工作點(diǎn)，計(jì)算出當(dāng)前管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力系數(shù)，進(jìn)而直接求出達(dá)到控制目標(biāo)所需要的水泵的轉(zhuǎn)速。
[0052]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以參考圖3，以更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的水泵系統(tǒng)控制算法的具體運(yùn)行流程。
[0053]在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 為所述水泵系統(tǒng)中的多個(gè)相互獨(dú)立的并聯(lián)的水泵分別設(shè)置一個(gè)控制器，并將所有控制器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連以形成無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)； 每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)所述水泵系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述每個(gè)控制器對(duì)相應(yīng)水泵進(jìn)行信號(hào)采集、控制且對(duì)相鄰控制器進(jìn)行信息交互以實(shí)現(xiàn)自主協(xié)同調(diào)節(jié)水泵系統(tǒng)包括以下步驟: A.在每個(gè)所述控制器內(nèi)置對(duì)應(yīng)水泵的水泵性能參數(shù)、壓差設(shè)定值、預(yù)設(shè)壓差偏差閾值和預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值，所述控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)水泵的壓差測(cè)量值； B.當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)設(shè)控制周期時(shí)，所述控制器比較所述壓差測(cè)量值與壓差設(shè)定值，如果偏差超出了預(yù)設(shè)壓差偏差閾值，同時(shí)未收到其他鄰居控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則自己調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)水泵的轉(zhuǎn)速并發(fā)起調(diào)節(jié)任務(wù)，執(zhí)行下述步驟Cl至C3 ;如果在發(fā)起前收到了相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)，則配合相鄰控制器發(fā)起的調(diào)節(jié)任務(wù)進(jìn)行運(yùn)算，執(zhí)行下述步驟Dl至D4 ； Cl.所述控制器根據(jù)對(duì)應(yīng)水泵的根據(jù)壓差測(cè)量值和壓差設(shè)定值的差值、參考當(dāng)前實(shí)際工作點(diǎn)，以最高效率點(diǎn)為調(diào)節(jié)預(yù)期，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和壓差調(diào)節(jié)余量； C2.所述控制器控制對(duì)應(yīng)水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速； C3.所述控制器將效率調(diào)節(jié)預(yù)期和壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)的信號(hào)，廣播發(fā)送給所有相鄰控制器； Dl.所述控制器接受到來(lái)自相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)后，比較接收到的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和對(duì)應(yīng)水泵的當(dāng)前的效率調(diào)節(jié)預(yù)期，參考收到的壓差調(diào)節(jié)余量，運(yùn)算出新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期； D2.根據(jù)新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期、水泵性能參數(shù)及接收到的壓差調(diào)節(jié)余量，計(jì)算得到新的水泵轉(zhuǎn)速和新的壓差調(diào)節(jié)余量； D3.將新的壓差調(diào)節(jié)余量與預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)余量閾值進(jìn)行比較，前者高于后者表明仍未達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，將新的效率調(diào)節(jié)預(yù)期和新的壓差調(diào)節(jié)余量寫入調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)廣播發(fā)送給相鄰控制器；前者低于后者表明能夠達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)，不再發(fā)送調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)； D4.所有接收到所述調(diào)解任務(wù)的控制器，在接收到調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)的瞬間開始計(jì)時(shí)，在預(yù)設(shè)收斂周期內(nèi)如果后續(xù)沒(méi)有收到其它相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，則認(rèn)為計(jì)算已收斂，此時(shí)所述控制器控制所述水泵變速至所述新的水泵轉(zhuǎn)速；在一個(gè)計(jì)時(shí)周期內(nèi)如果后續(xù)收到了其他相鄰控制器的調(diào)節(jié)任務(wù)信號(hào)，執(zhí)行步驟Dl至D3，重新計(jì)時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)形式為有線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中二者之一或者二者的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，多個(gè)所述控制器中的控制算法相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述控制器通過(guò)控制與所述水泵相連的變頻器以實(shí)現(xiàn)所述對(duì)應(yīng)水泵變速。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，所述控制器通過(guò)設(shè)在所述水泵進(jìn)口和出口之間的壓差傳感器以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述對(duì)應(yīng)水泵的壓差測(cè)量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無(wú)中心網(wǎng)絡(luò)的水泵系統(tǒng)控制方法，其特征在于，由水泵生產(chǎn)商將所述水泵性能參數(shù)輸入到對(duì)應(yīng)的所述控制器中。
【文檔編號(hào)】F24F11/02GK104374060SQ201410612850
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】姜子炎, 代允闖, 江億 申請(qǐng)人:清華大學(xué)