一种消防泵组及其流量控制的方法与流程

本发明涉及消防泵，具体涉及一种消防泵组及其流量控制的方法。

背景技术：

1、消防泵要求在消防运行时不允许故障停泵，而且必须考虑是自动投入的无人操作。然而水泵的进/出口阀门原则上是处于全开状态，并且末端消防设备(例如消火栓)的用水量往往很难有效约束。另外，多泵并联的给水系统，其首先启动的泵组极有可能要短时间内承担全部的负荷，但消防用的泵组不允许超载停机或发生汽蚀(首台停机，延时后续的用水量更大而更容易另备用机组超载或汽蚀而导致系统崩溃)使给水系统崩溃。

2、而且实际应用中，除了上述的要求，还需要解决如下几个问题：

3、a、消防泵的进出口阀门处于全开状态并且系统压力偏低的情况下，消防泵有可能全载启动，所以要求电动机具备较高的启动转矩、较低的启动电流(配电系统不跳闸)；

4、b、超流量用水而不发生汽蚀(降低流速)；

5、c、符合低碳经济，在满足上述技术条件下，消防泵组的驱动功率与能耗要降低(因电机功率减少而降低钢铁与有色金属与能源的消耗)。

6、传统的解决方案：

7、a、设计特殊流道与叶轮的离心泵，水泵符合要求必须重新设计专用的泵壳与叶轮，其非通用的系列产品不但建模(水力模型)复杂，设计周期长，更导致产品价格高昂；

8、b、同步控制变速电机达到上述的技术要求，如专利：公告号为cn108700899 a《自调节开路泵单元》的技术。该技术控制非常复杂，且因其电控主回路引入电子调速器件导致设备的可靠性下降，因此，在实际应用中不建议使用。

技术实现思路

1、本发明提供一种消防泵组及其流量控制的方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

2、本防提供一种消防泵组，包括：流量控制模块、消防泵参数处理模块、电机转速检测模块；所述流量控制模块连接消防泵参数处理模块，消防泵参数处理模块连接电机转速检测模块；

3、所述电机转速检测模块用于检测电机转速，所述消防泵参数处理模块用于获取并计算消防泵相关参数与电机转速之间的参数关系，并对参数关系进行预处理，获得关联性参数；

4、所述流量控制模块用于根据所述关联性参数确定流量参数，基于所述流量参数对消防泵组的流量进行控制。

5、优选的，所述消防泵参数处理模块包括：

6、第一关系确定单元，用于确定水泵流量与电机转速之间的第一关系；

7、第二关系确定单元，用于确定水泵扬程与电机转速之间的第二关系；

8、第三关系确定单元，用于确定水泵转轴功率与电机转速之间的第三关系；

9、关联性参数确定单元，用于基于第一关系、第二关系和第三关系确定电机转速与水泵流量、水泵扬程和水泵转轴功率之间的关联性，形成关联性参数。

10、优选的，所述第一关系包括：水泵流量与电机转速的变化呈正比关系；

11、所述第二关系包括：水泵扬程与电机转速的变化的平方呈正比关系；

12、所述第三关系包括：水泵转轴功率与电机转速的变化的立方呈正比关系；

13、所述关联性为：改变电机转速时，水泵转轴功率的改变的幅度大于等于设定值。

14、优选的，所述流量控制模块在用水量超过设计的额定流量时，水泵转轴功率超过电机最大轴功率的75％时，电机转速下降速率增大，水泵转轴功率下降的速率是电机转速下降速度的立方；

15、所述流量控制模块包括：

16、第一等效参数确定单元，用于根据水泵转轴功率的最大功率为限制条件，并基于第三关系确定第一等效参数，所述第一等效参数包括：第一正比系数和第一等效系数；水泵转轴功率与电机转速的变化的立方呈正比关系时的第一正比系数，第一等效系数为：保证水泵转轴功率的最大功率的限制条件内，确定电机转速的变化范围为第一等效参数；

17、第二等效参数确定单元，用于根据水泵扬程的额定扬程的限制条件下，并基于第二关系确定第二等效参数，所述第二等效参数包括：第二正比系数和第二等效系数；水泵扬程与电机转速的变化的平方呈正比关系的第二正比系数，第二等效系数为：保证水泵扬程的额定扬程的限制条件下，确定电机转速的变化范围为第二等效参数；

18、控制单元，用于根据第一等效参数和第二等效参数确定电机转速的变化范围，进而确定电机转速，根据确定的电机转速的范围，根据电机转速于水泵流量之间的第一关系，对消防泵组的流量的进行控制。

19、优选的，还包括液位标记模块，用于对液位进行标定；

20、所述液位标记模块包括：

21、采集单元，用于工业相机实时采集液位刻度牌上的图像；

22、液位高度确定单元，用于实时标定图像像素大小和实际液位刻度牌尺寸的比例，并且对图像进行感兴趣区域分割，对分割出来的浮漂指示高度图像大小按像素和实际比例进行计算得出映射在浮漂液位刻度牌上的刻度值，即，液位高度；

23、计算调整单元，用于根据水泵的实时流量以及所述液位高度进行逻辑计算，预测出液位变化数据；根据液位数据变化数据调整水泵的流量控制参数，或者，若液位数据变化数据大于等于设定变化阈值时，向警报模块发送警报信息，提醒调整水泵的流量或补充水的信息

24、本发明还提供一种消防泵组的流量控制的方法，包括：

25、s100，设置流量控制模块、消防泵参数处理模块、电机转速检测模块；所述流量控制模块连接消防泵参数处理模块，消防泵参数处理模块连接电机转速检测模块；

26、s200，所述电机转速检测模块用于检测电机转速，所述消防泵参数处理模块用于获取并计算消防泵相关参数与电机转速之间的参数关系，并对参数关系进行预处理，获得关联性参数；

27、s300，所述流量控制模块用于根据所述关联性参数确定流量参数，基于所述流量参数对消防泵组的流量进行控制。

28、优选的，所述s200包括：

29、s201，确定水泵流量与电机转速之间的第一关系；

30、s202，确定水泵扬程与电机转速之间的第二关系；

31、s203，确定水泵转轴功率与电机转速之间的第三关系；

32、s204，基于第一关系、第二关系和第三关系确定电机转速与水泵流量、水泵扬程和水泵转轴功率之间的关联性，形成关联性参数。

33、优选的，所述第一关系包括：水泵流量与电机转速的变化呈正比关系；

34、所述第二关系包括：水泵扬程与电机转速的变化的平方呈正比关系；

35、所述第三关系包括：水泵转轴功率与电机转速的变化的立方呈正比关系；

36、所述关联性为：改变电机转速时，水泵转轴功率的改变的幅度大于等于设定值。

37、优选的，所述s300包括：确定所述流量控制模块在用水量超过设计的额定流量；水泵转轴功率超过电机最大轴功率的75％时，电机转速下降速率增大；水泵转轴功率下降的速率是电机转速下降速度的立方。

38、所述s300包括：

39、s301，根据水泵转轴功率的最大功率为限制条件，并基于第三关系确定第一等效参数，所述第一等效参数包括：第一正比系数和第一等效系数；水泵转轴功率与电机转速的变化的立方呈正比关系时的第一正比系数，第一等效系数为：保证水泵转轴功率的最大功率的限制条件内，确定电机转速的变化范围为第一等效参数；

40、s302，根据水泵扬程的额定扬程的限制条件下，并基于第二关系确定第二等效参数，所述第二等效参数包括：第二正比系数和第二等效系数；水泵扬程与电机转速的变化的平方呈正比关系的第二正比系数，第二等效系数为：保证水泵扬程的额定扬程的限制条件下，确定电机转速的变化范围为第二等效参数；

41、s303，根据第一等效参数和第二等效参数确定电机转速的变化范围，进而确定电机转速，根据确定的电机转速的范围，根据电机转速于水泵流量之间的第一关系，对消防泵组的流量的进行控制。

42、优选的，还包括步骤s400，对液位进行标定；

43、所述s400包括：

44、s401，利用工业相机实时采集液位刻度牌上的图像；

45、s402，实时标定图像像素大小和实际液位刻度牌尺寸的比例，并且对图像进行感兴趣区域分割，对分割出来的浮漂指示高度图像大小按像素和实际比例进行计算得出映射在浮漂液位刻度牌上的刻度值，即，液位高度；

46、s403，根据水泵的实时流量以及所述液位高度进行逻辑计算，预测出液位变化数据；根据液位数据变化数据调整水泵的流量控制参数，或者，若液位数据变化数据大于等于设定变化阈值时，向警报模块发送警报信息，提醒调整水泵的流量或补充水的信息。

47、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

48、本发明提供一种消防泵组及其流量控制的方法，其中消防泵组包括：流量控制模块、消防泵参数处理模块、电机转速检测模块；所述流量控制模块连接消防泵参数处理模块，消防泵参数处理模块连接电机转速检测模块；所述电机转速检测模块用于检测电机转速，所述消防泵参数处理模块用于获取并计算消防泵相关参数与电机转速之间的参数关系，并对参数关系进行预处理，获得关联性参数；所述流量控制模块用于根据所述关联性参数确定流量参数，基于所述流量参数对消防泵组的流量进行控制。采用本方案通过电机转速检测模块检测电机转速，以及基于消防泵参数处理模块确定电机转速与相关参数之间的关系，确定关联性参数，进而根据关联性参数确定流量控制参数，进而对消防泵组的流量进行控制，通过建立电机转速与各个相关参数之间的关系，确定电机转速的改变会影响相关参数的程度，进而确定各个参数的变化在设定的相应范围内，保证符合消防泵的各项指标要求。

49、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

50、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。