本发明涉及一种用于运行多个泵单元中的至少一个泵单元的方法，每个泵单元具有用于单个泵或多组泵的可编程电子马达控制器，并且这些泵单元通过网络至少短时间地与服务器数据连接。本发明还涉及一种与运行泵单元相关的编程方法以及一种具有多个泵单元的液体泵送系统，这些泵单元具有可编程电子马达控制器。
背景技术：
具有可编程电子马达控制器的泵单元目前被标准化、多用途地应用于例如污水工程、饮用水工程、供暖和空调工程等中，其转速可以在很宽的范围内变化。可调性的差异常常使泵单元难以按照能量有利的方式运行，也就是难以按能量最优的运行点被操作。所以尽管在实践中看起来使用了先进的(anspruchsvollen)技术，但是泵单元的运行还可以按照能量更有利的方式进行。这不仅导致运行成本的增加，而且还可能例如在高转速的情况下导致噪音排放、过早的磨损和其他问题。
另外，这种可编程的、即转速可控的泵单元的液压测量是成本极其高的，因此就生产商而言从整体上看仅有很少的泵单元被测量，因此基于这些泵单元所获得的特征曲线可能是不准确的。这也可能导致泵单元不在能量上最有利的范围内运行。
在被视为现有技术的专利文献cn202284531u中，泵单元的运行数据被传送到基于云的数据库中，并根据所存储的数据来检查泵单元是否按照预期地运行。此外也属于现有技术的是：根据存储在数据库中的数据来确定泵单元的参数，并在有偏差的情况下在泵单元侧将其替换为新确定的参数。
就申请人一方来说，基于grundfosgrm已知一种基于云的数据库系统，其中，泵单元的运行数据在全球范围内被上传到数据库中。然后这些数据被提供给主管的维护技术人员，以便其一方面能够根据数据进程看到与预定运行的偏差，另一方面还能够看到关于可能的磨损部件的趋势。例如，可以根据存储在那里的运行小时数来估算什么时候更换密封件或完成其他的保养工作。
技术实现要素：
在此背景下，本发明的目的在于提出一种用于运行多个泵单元中的至少一个泵单元的方法，通过该方法能够改善泵单元的运行，特别是能够在能量上更有利地、磨损更少地、更适配运行条件地或以其它方式更好地运行。此外，本发明还提出了一种可以执行该方法的液体泵送系统。
本发明的目的的方法部分通过一种用于运行多个泵单元中的至少一个泵单元的方法来实现，在本发明中给出对这种可编程的电动驱动的泵单元进行编程的方法、用于执行该方法的液体泵送系统的特征。
在根据本发明的用于运行多个泵单元中的至少一个泵单元的方法中，每个泵单元各自具有用于单个泵或多组泵的可编程电子马达控制器，并且这些泵单元通过网络至少短时间地与服务器数据连接，其中，多个泵单元的数据、特别是参数和/或运行数据通过网络被传送给服务器并在那里存储于数据库中，在该方法中提出：根据预定的计算规则对所存储的数据进行处理，然后根据所处理的数据经由网络在对至少一个泵单元的编程中对该至少一个泵单元进行调整。
根据本发明方法的基本思想在于：基于数据库地检测处于运行中的泵单元的多个运行数据和调整数据，通过统计学算法分析这些数据，并且如果在分析之后发现泵单元例如没有在能量上有利的范围内运行，则根据这些数据在需要时在对泵单元的编程中调整各个泵单元。但是根据本发明的方法并不是被局限于在需要时调整泵单元的运行点，而是也能够例如调整存储在电子马达控制器中的数学模型的参数，这些数学模型决定了电机的电数据与泵的液压数据的连结。基于服务器侧存储的数据还可以确定错误工作的传感器或其他构件，在其中确认由泵单元传输的数据不一致(konsistent)。最后，根据本发明的方法能够改进泵单元的电子控制器中的出厂设置的泵曲线，使其符合泵单元的实际表现。有利地，不仅存储传送到服务器的数据，而且还存储对所传送数据的处理结果。
在泵单元和基于云的数据库之间的数据传输优选无线地进行，但是也可以有线地进行。
本发明意义下的泵单元是泵，例如具有电驱动马达和与马达串联(vorgeschalteten)的电子马达控制器的离心泵。在此，电子马达控制器通常是整流器/变频器的一部分，通过该整流器/变频器可以在很宽的范围内调整泵的转速。本发明意义下的泵单元也可以是泵单元组，其中，多个泵单元配属一个共有的控制器。
根据本发明的方法的一种有利的扩展方案，不同类型的泵单元的数据被采集在数据库中并为了处理目的被分组。在此有利地，该数据库是一种关系型数据库，也就是说，分组本身不一定必须基于数据来进行，而是有利地在对数据库进行评估时才进行分组。这对于例如所谓的增压泵(boosterpumpen)是有意义的，在增压泵中通常是多个泵单元一组并串联有公共的电子可编程控制器，视应进行的统计分析而定，一方面要在某种程度上将这样的泵单元组作为一个泵单元加以考虑，另一方面还要将增压泵的分别本身具有可编程电子马达控制器的单个泵单元考虑进来。有利地，当然在数据库中将泵单元的这些不同组的数据预先分组，它们的数据反正不能彼此被带入有意义的关联。
根据本发明的方法的一种有利的扩展方案，将第一组泵单元的运行数据(基于驱动器的电气参数以及至少一个检测到的液压参数来确定这些运行数据)与第二组相同类型的泵单元的运行数据(只根据驱动器的电气参数检测得到这些运行数据)进行比较，并在服务器侧根据所检测到的第一泵的液压数据在其编程中对第二组泵单元的运行数据进行调整。根据本发明方法的这一扩展方案的优点在于：不具有用于检测液压参数的传感装置或不与这样的传感装置相连接的泵单元在一定程度上也能够如同其具有这样的传感装置或与这样的传感装置相连接一样地运行。即使这只能有限地实现，但是仍然能够由此至少使运行点检测的精度明显更高，并由此使对泵单元的控制明显更精确，并且也无需使用液压传感器。
在根据本发明方法的一种优选的变型中，对相同类型的泵单元的数据、特别是运行数据进行统计分析，然后通过编程对与所分析的数据有预设偏差的至少一个泵单元进行调整。这种基于数据库的分析优选通过能够以软件实现或以硬件设置的外部服务器进行，而不论其在外部的计算中心还是在制造商的计算中心。在此，根据本发明的方法也可以有利地用于调整泵单元的参数/运行数据，这些泵单元配置有不同的传感装置。因此，对于被视为现有技术的没有流量传感器的泵单元来说，基于马达控制器的电气数据来确定流量。现在，利用根据本发明的方法对处于运行中的相同类型的泵单元进行比较，其中，这些泵单元中的一些配备有流量传感器，而其他的则没有配备，也就是说，不具有流量传感器的泵单元的运行点与借助于传感器确定流量的泵单元的运行点相同，然后可以通过相应地调整无传感器的泵单元的编程在其运行点检测中来改善泵单元。
有利地，利用根据本发明的方法并根据存储在数据库中的相同类型的泵单元或泵单元组的运行数据，对多个泵单元或泵单元组的泵参数、尤其是泵曲线进行统计分析(例如通过求平均值并确定标准偏差)，并将所确定的平均值数据用于对泵单元或泵单元组的编程。通过这种方式，能够使通常根据马达的电气值计算出的液压值明显地适应实际情况，从而使得由泵单元启动的运行点更接近实际的液压运行点。由此还可以改善泵控制，特别是由此使得泵单元实现在能量上更有利的运行。
由于大量的泵单元通过网络向中央服务器提供数据，因此可以对泵单元实施分组，它们例如仅是在细节上彼此不同，以便因此一方面确定这些变化在实践中有何影响，另一方面以便使控制器内部所使用的计算模型被进一步优化。例如已经证实：在相同的泵类型中所使用的数学泵模型可以是不同的/更好的，相同的泵类型在流量传感器的设置上不同(流量传感器在一组中被设置在吸入套管上，在另一组中被设置在压力套管上)。因此，即使这种微小的差异也会导致泵模型参数的变化。
类似地，在根据本发明方法的一种扩展方案中，可以将泵单元或泵单元组的一运行状态的数据与从数据库中取出的相同类型的泵单元或泵单元组的关于液压实际情况的相同运行状态下的数据进行比较，在此，如果通过比较确定了特别是在能量上更有利的运行状态，则对泵单元或泵单元组进行编程以实现这种更有利的运行状态。可以理解的是，在各种应用中，与在能量上更有利的运行状态进行比较，以便即使在其他的泵单元或泵单元组中也能达到这种状态。但是根据本发明的方法并不局限于此，在此也可以按照例如运转平稳性、低磨损等其他的标准进行比较和调整。这种方法特别适合于所谓的增压泵，增压泵包括一组并联连接的泵单元，这些泵单元取决于负载地被接通和断开，以确定在能量上最有利的开关点，并对用于接通和断开该组的泵单元的开关点进行编程。
根据本发明的方法伴随着一种编程方法，其中，在使用基于云的数据库(该数据库包含相同类型的处于运行中的泵单元和/或泵单元组的运行数据和/或编程数据)的情况下，可编程的并被电动驱动的泵单元或泵单元组将泵单元或泵单元组的数据与存储在数据库中的相同的可编程电动驱动的泵单元或泵单元组的数据组进行比较，并在确定预设的偏差时调整对泵单元或泵单元组的编程。这个过程可以例如以一定的时间间隔自主进行，但是也可以被程序辅助地手动触发或者全自动地运行。有利地，也可以将对参数和/或运行数据本身的分析结果存储在数据库中，并例如在未来的分析中被交互使用。
另一方面，根据本发明，基于泵单元的大量数据，发生故障的泵单元可以根据其数据被识别。例如，在传感器故障或泵单元的控制电子装置出现故障的情况下，可以在服务器侧优选地自动识别出这样的错误并计算新的控制数据。然后可在对泵单元的编程中考虑这些数据，使得泵单元(在传感器故障的情况下)尽可能工作在较不敏感的范围内，由此，尽管错误不能被消除，但是至少考虑到了错误状态，从而能够实现更好的运行。
为了执行根据本发明的方法，需要一种液体泵送系统，该系统具有多个泵单元，这些泵单元具有用于单个或成组的泵单元的可编程电子马达控制器，并通过网络至少短时间地与服务器数据连接，服务器具有用于存储泵单元的参数和/或运行数据的数据库以及数据处理装置，该数据处理装置被设计为，根据预定规则、一般是统计算法，对泵单元所传输的数据进行分析，并根据所分析的数据对至少一个单个的泵单元在其编程中进行调整。这种调整优选自主地进行，无论是在安装泵单元之后还是在确定基于时间的或基于数值的规则之后。这种液体泵送系统在此可以有利地受到现有的和基于数据库检测的泵单元的支持(例如，grundfosgrm)，使得从开始就确保基于足够大的数据量的统计分析。因此，可以将大量多年以来已经处于运行中的泵单元和泵单元组有利地集成在根据本发明的液体泵送系统中，以便由此对各个泵单元或泵单元组、优选是那些被重新安装或者与所确定的值偏差特别远的泵单元或泵单元组关于其编程进行相应的调整。有利地，按照统计规则进行对根据本发明的液体泵送系统的分析，例如计算平均值并确定标准偏差，而且无论是对于编程的调整还是对于所确定的数值的一致性检查都是如此。根据本发明的液体泵送系统可以被理解为一种由多个泵单元组成的系统，这些泵单元关于它们的运行数据/参数/设置数据与优选基于云的数据库相连接。泵单元的液压连接或电连接在此不是必需的，但是液压连接或电连接可能存在于某些区域内。
有利地，液体泵送系统被连接到基于互联网的网络，从而使得全球范围内泵单元和泵单元组能够成本适宜地、有效地、基于数据库地连接在一起。为此目的，泵单元或泵单元组有利地具有网络服务器，泵单元或泵单元组通过网络服务器直接连接因特网，或者具有lan、优选为wlan组件，泵单元或泵单元组通过它们可以连接到局域网，局域网自身连接互联网。
根据本发明的方法不仅能够基于数据库并根据经过检测和统计分析得到的相同类型的泵单元或泵单元组的数据来调整对特定泵单元或泵单元组的编程，而且还能够确定特定泵单元错误的度量，也就是说，或者不能满足运行的需求，或者过大使得也不能开始(ansatzweise)进行能量方面的运行点优化。在这种情况下，在对泵单元的编程中可以规定相应的标记，该标记或者被周期性地查询并基于数据库地被检测，或者在现场在泵单元上产生一信号，该信号在维护工作等期间被发送给操作员以识别这种情况。
特别有利地，根据本发明的液体泵送系统具有第一组泵单元，这些泵单元各自配备有至少一个用于检测液压参数(例如流量)的传感器，并根据驱动器的电气参数以及至少一个传感器检测的液压参数来确定其运行数据；并且该液体泵送系统具有第二组相同类型的泵单元，它们的运行数据根据驱动器的电气参数被确定，其中，在所检测到的第一组的液压数据的基础上，在服务器侧在编程中调整第二组泵单元的运行数据。因此，利用本发明的流体泵送系统，能够通过调整编程来配置相同类型的第二组泵单元，使得经过调整和计算所确定的运行点相比于以前显著更接近实际的液压运行点，而不需要对这些运行点进行单独的传感器检测。这可以类似的方式不仅鉴于对流量的检测来进行，而且附加地或替代地还可以通过压力检测来进行。
附图说明
下面参考附图中示出的实施例对本发明做更详细的说明。其中：
图1以高度简化的视图示出了多个泵单元的基于数据库的连结，
图2示出了从对泵数据的检测到对泵单元的重新编程的流程图，
图3示出了由多个泵组成的泵单元在不同的过渡转速
图4示出了相同类型的泵单元的三条泵曲线。
其中，附图标记说明如下
1，1a泵单元
2，2a电动机
3，3a离心泵
4，4a电子马达控制器
5泵单元组
6泵单元组5的电子控制器
7数据链路
8服务器
9操作员
10智能手机
15至19方法步骤
s泵数量
e偏差(图4)。
具体实施方式
在图1中象征性示出的液体泵送系统具有泵单元1，该泵单元具有电动机2，该电动机驱动离心泵3并具有电子电机控制器4，该电机控制器是电子变频器的一部分，电子变频器控制电动机3。电子电机控制器4是可编程的。
如图1所示的液体泵送系统还具有三个泵单元组5。每个泵单元组5包括三个泵单元1a，每个泵单元均由一电动机2a驱动，该电动机驱动离心泵3a。电动机2a分别配设有一电子电机控制器4a，该电子电机控制器是可编程的并归属于同样可编程的上一级的中央电子控制器6。离心泵3a被液压地并联连接，泵单元1a由电子控制器6根据功率的要求接通或关闭，使得泵单元组5在系统中实际上构成一个泵单元，例如常见的是这种增压泵。
在图1中示出的泵单元1和1a以及泵单元组5在此仅是示例性地示出，在实践中这样的液体泵送系统是由数以千计的相同类型和不同类型的泵单元和泵单元组构成。
泵单元1和泵单元组5无线地连接在如数据连接箭头7所标示的网络上。借助于因特网实现连接到基于云的数据库上，由此使得全世界到处的泵单元都能够访问该数据库。该数据库构成服务器8的一部分，服务器或者是可以软件技术地实现，或者是通过被设置用于此目的一个或多个具体的计算机与相应的存储器一起构成，数据库程序在该计算机上运行。在本文中所指的是申请人的现有的数据库grundfoshydroboostersmpc，其检测连接在该数据库上的泵单元的数据，并且其数据可以由操作员9例如借助于智能手机10来查询，相应的软件应用程序在该智能手机上运行。智能手机10还被设计用于直接与电子控制器6通信，即，被设计并适用于对控制器进行编程和调整。
基于云的数据库，即服务器8例如可以由微软公司的已知的品牌
传送到服务器8中的数据可以是诸如电机电流、电机电压、转速、测得的流量、计算出的流量、测得压差、计算出的压差、运行时间等当前的运行数据，但是也可以是不可变化的数据，例如泵单元的序列号、传感器的序列号和数量、联机线的长度和直径、设备地点等。服务器8的数据库因此包含多个不同的泵单元1、1a和泵单元组5的不同的数据。
在第一步骤15中接收各个泵单元的数据记录，并在服务器侧对第一步骤15中的数据进行处理。在步骤16中，首先将从不同的泵单元和泵单元组接收到的数据进行分类，更确切地说是根据泵类型进行分组。因此，例如存在一种泵类型是增压泵，即，泵单元组5由多个单个单元1a组成，但是这些单个单元由共有的电子控制器6操控并编程。另一组例如构成多级泵，另一组又属于加热循环泵。在这种情况下，这些组不一定必须根据上述类型进行分组，这可以如同分析侧那样以最适宜的方式完成。因此，例如泵单元组5可以对应一个数据组，而其泵单元1a对应于另一个数据组。将泵单元的数据综合起来是很有意义的，这些数据稍后也应被考虑用于统计分析或比较。
然后在步骤17中检查各个数据记录的一致性，其中进一步检查所传送的运行数据是否位于先前确定的平均公差带内。超过该公差带的记录被分拣出来。在步骤17中，归属于一组泵单元的这些数据被标准化(normiert)，也就是进行进一步处理，使得相同类型但不同结构尺寸的泵单元能够彼此比较。
然后在步骤18中，将泵单元所传送的数据利用统计方法和/或数学泵模型进行整理，并在步骤19中将这些基于数据库修正过的数据传输到一泵单元1、1a或泵单元组5，然后在该泵单元或泵单元组中用这些经过整理的数据来取代现有的数据。
在将数据记录分配给泵组时，这些数据记录不一定必须只分配给一个组，也可以设想形成子组。也可以这样形成泵组，使得多重重叠地配置。例如，具有相同类型的磨损部件(例如端面密封件)的泵单元1、1a或泵单元组5可以被分配给一个组。另一方面，例如也可以考虑按照输送介质进行分配。
下面对这样的分组进行说明：
表a包括cr结构系列的多级泵单元，所检测的是其序列号、使用领域和连续的维护间隔期(wartungsintervallen)之间的时间。另外，对于其中的一部分泵单元，通过传感器检测输送量，输送量在表中是作为测量时间点和流量大小的数据对(时间，流量)来存储的。
表a
如下面的表b所示，其中同样列出了cr结构系列的多级离心泵单元的序列号以及杆密封件(schaftdichtung)的类型、密封件的预期使用寿命和输送介质。
表b
从分别代表一个组的表a和表b中看到，可以根据不同的标准进行分类。最后，在下面的表c中示出了阿尔法1、阿尔法2和阿尔法3结构系列的加热循环泵单元，其中分别给出了它们的序列号、调节类型、在给定时间点的实时压差和在给定时间点所测得的输送量。
表c
在方法步骤16中进行这种分组。
也就是，根据本发明的方法的原理是基于：对大量泵单元或泵单元组的数据进行分析，这些泵单元或泵单元组已经例如在全世界范围内运行并且其数据被基于云来检测，从而能够改善各个泵单元或泵单元组的运行，或者可以在新开工的情况下，基于已经运行的和处于运行中的可比较的泵单元/泵单元组，对电子电机控制器进行编程。在此，例如可以通过分析服务器侧的数据，对多个相同类型的泵单元或泵单元组的泵曲线进行统计分析，以便能够使它们尽可能地接近实际运行点。如图4所示，由相同类型的三个泵获得泵曲线a、b和c，它们彼此间隔开并且不一致。在对多个这样的泵曲线进行统计分析之后，在对单个泵单元的编程中写入基于平均值所获得的泵曲线，其已经根据多个泵单元被确定。
因此，根据本发明的方法不仅能如在开头所述的那样被考虑为：在相同类型的泵单元中，这些泵单元的一部分通过液压传感器运行，一部分则在没有液压传感器(压力或流量传感器)的情况下运行，通过将基于电气值通过模型计算得到的运行点与通过传感器确定的实际运行点相比较，可以使模型计算明显更精确，因此相比于利用成本过高的但相对较少的实验室测量得到的泵曲线，基于泵单元获得的泵曲线处于显著更广泛的统计基础上。
在无传感器的泵单元中，基于以下两个等式来确定流过泵的流量，即输送体积流量
δp＝ah2q2+ah1qn+ahon2
(1)
p＝at2q2n+at1qn2+qton3+b1n2+bon+po(2)
其中，
根据等式(1)，可以基于泵或泵组的压差δp和转速n计算流量q。根据等式(2)，可以由泵功率p和泵转速n来计算流量q。这些计算取决于参数αh2至αh0和αt2至αt0。如果功率p和压差δp以及转速n都是已知的，则可以如下地计算流量q。
流量计算取决于参数λ1至λ6，这些参数通常由制造商进行测试所确定。这项工作既耗时又费钱。出于这个原因，这些参数大多数情况下只适用于一些泵并被内插用于其他的泵。如图4所示，其示出三个各种各样的相同类型的泵的三个泵曲线a、b和c，这些曲线在泵a和泵b之间具有方差e。可看到泵a和泵c之间的方差还更大。因此，如果只测量一个泵、例如泵b被测量，则即使在相同类型的这些泵中，在泵曲线中会得出不能忽略的方差。为了降低该方差，根据本发明设计为，在例如由大量泵单元在数据库侧提供给服务器8的大量数据的基础上，根据多个相同类型的泵单元并通过统计分析相对精确地确定上述等式的参数，如果可能的话使用其中通过传感器确定压差δp和/或体积流量q的泵单元的数据。由于泵的功率和转速基于相应的电机数据始终是可用的，因此可以利用这些信息来改善等式(2)，使得能够找到那些描述了相关泵单元类型的平均电/液压性能的参数。如果除了差压传感器之外还存在流量传感器，则可以确定等式(1)和(3)的参数。利用已知的数学方法实现这种确定，例如通过线性回归法。在此，实现等式(1)的参数的连续的更新。所查找的参数被作为参数向量收集并用已知的方法更新，从而使得请求参数组(parametersatz)时不需要每次根据全部数据重新计算它们。
由于特别是在无线通信中可能会发生丢失数据包或数据，因此在参数更新之前必须随时检查所使用的数据记录是否一致。在这种情况下，待使用的数据记录被使用在已经可用的模型中并检查：由此所确定的值是否位于所使用的模型的标准偏差之内。如果不是这种情况，则不将该数据记录用于进一步确定参数。在这种情况下有意义的是：为了确定参数，不仅要使用相同类型的泵单元，而且尽可能地使用那些可用于比较的并且具有大约相同的工作小时的泵单元，以便能够补偿可能的磨损现象。
根据本发明的方法例如也可用于在增压泵中确定在能量上有利的开关点，在这些增压泵中，一个组5中的泵单元1a并行地运行，并且这些泵根据要求而定由共有的电子控制器6接通和切断。在此，常常是按照简单的规则进行该接通，例如，在已经运行的泵已达到其最大转速的95％时下一个泵被接通。这在能量上往往是不利的。
根据本发明，例如三个泵单元组的数据在其时间进程中被分析，如图3所示。这三个泵单元组具有不同的开关转速(schaltdrehzahlen)