一种用于泵体的压力智能补偿控制系统及方法与流程

本发明属于泵体领域，涉及压力补偿控制技术，具体是一种用于泵体的压力智能补偿控制系统及方法。

背景技术：

1、压力补偿控制是一种用于泵体的控制技术，旨在维持系统中的稳定压力，在液压系统中，泵体通常用于提供流体能量以推动液压缸或执行其他工作，压力补偿控制通过自动调整泵体的输出流量以补偿系统压力的变化，通常基于一个反馈回路感知系统中的压力并相应地调整泵体的流量输出来保持设定的压力水平，常见的泵体的压力补偿控制包括压力传感器、控制阀、控制算法、泵体调节以及反馈回路，压力补偿控制在许多液压应用中被广泛使用，例如工业机械、液压机床、起重装置等；

2、当前技术背景下，管道运输通常利用各类泵体为动力源，由于输送物质的特性和管道材料的构成特性，需要选取相适配的泵体确保运输作业的正常进行，现有泵体在进行压力补偿时，往往没有考虑到管道及输送物质的特性进行补偿需求分析，例如，腐蚀性液体造成管道漏损或高粘度液体造成管道阻塞，使得无效压力补偿的情况多有发生；

3、为此，我们提出一种用于泵体的压力智能补偿控制系统及方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于泵体的压力智能补偿控制系统及方法。

2、本发明所要解决的技术问题为：

3、如何基于管道和输送物质特性实现泵体配置的智能切换控制及管道压力的智能补偿控制。

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、第一方面，一种用于泵体的压力智能补偿控制系统，包括数据获取模块、能量分析模块、输送监测模块、阻塞分析模块、配置调控终端、补偿控制终端和服务器；

6、所述数据获取模块用于获取输送管道内流体介质的流体特性数据经服务器发送至能量分析模块，所述数据获取模块还用于获取输送管道的管道节段数据经服务器发送至能量分析模块和阻塞分析模块；

7、所述能量分析模块用于对输送管道对应泵体所提供的压力能进行分析，分析得到输送管道的供能需求等级经服务器发送至配置调控终端；

8、所述配置调控终端根据供能需求等级进行泵体配置的调节控制；

9、所述输送监测模块用于对输送管道的输送情况进行实时监测，监测得到各个管道节段的节段入口压力和节段出口压力经服务器发送至阻塞分析模块；

10、所述阻塞分析模块用于对输送管道的管道阻塞情况进行分析，分析得到各个管道节段的管道阻塞状态以及管道节段对应连接管件的连接阻塞状态经服务器发送至补偿控制终端；

11、所述数据获取模块还采集输送管道所连介质容器处的流体入口液压发送至补偿控制终端；

12、所述补偿控制终端用于对输送管道所连泵体的压力进行补偿控制。

13、进一步地，所述流体特性数据包括输送管道内流体介质的流体密度和流体粘度；

14、管道节段数据包括输送管道中各个管道节段的管道长度、管道管径、管壁绝对粗糙度以及各个管道节段对应连接管件的管件阻力系数。

15、进一步地，所述能量分析模块的分析过程具体如下：

16、获取输送管道中流体介质的流体密度以及输送管道中管道节段的管道长度、管道管径，计算输送管道的流体输送供能；

17、获取输送管道中流体介质的流体粘度，而后获取输送管道中管道节段的管壁绝对粗糙度以及管道节段对应连接管件的管件阻力系数，计算输送管道的阻力补偿供能；

18、将输送管道的流体输送供能和阻力补偿供能相加求和计算得到输送管道的供能需求值；

19、将输送管道的供能需求值与供能需求阈值进行比对；

20、若供能需求值小于等于第一供能需求阈值，则判定输送管道的供能需求等级为第一供能需求等级；

21、若供能需求值大于第一供能需求阈值且小于等于第二供能需求阈值，则判定输送管道的供能需求等级为第二供能需求等级；

22、若供能需求值大于第二供能需求阈值，则判定输送管道的供能需求等级为第三供能需求等级。

23、进一步地，第一供能需求阈值和第二供能需求阈值均大于零，第一供能需求阈值小于第二供能需求阈值，第一供能需求等级的压力能需求低于第二供能需求等级的压力能需求，第二供能需求等级的压力能需求低于第三供能需求等级的压力能需求。

24、进一步地，所述配置调控终端的工作过程具体如下：

25、若运送系统的供能需求等级为第一供能需求等级，则将输送管道对应泵体的参数配置切换至第一泵体扬程和第一泵体效率；

26、若运送系统的供能需求等级为第二供能需求等级，则将输送管道对应泵体的参数配置切换至第二泵体扬程和第二泵体效率；

27、若运送系统的供能需求等级为第三供能需求等级，则将输送管道对应泵体的参数配置切换至第三泵体扬程和第三泵体效率；

28、其中，第一泵体扬程的数值小于第二泵体扬程的数值，第二泵体扬程的数值小于第三泵体扬程的数值，第一泵体效率的数值小于第二泵体效率的数值，第二泵体效率的数值小于第三泵体效率的数值。

29、进一步地，所述阻塞分析模块的分析过程具体包括：

30、获取输送管道中各个管道节段的节段入口压力、节段出口压力和管道长度；

31、计算输送管道中管道节段的管道压力损耗系数，并将输送管道中各个管道节段的管道压力损耗系数与管道压力损耗阈值进行比对；

32、若管道压力损耗系数小于等于第一管道压力损耗阈值，则判定管道节段的管道阻塞状态为未阻塞；

33、若管道压力损耗系数大于第一管道压力损耗阈值且小于等于第二管道压力损耗阈值，则判定管道节段的管道阻塞状态为轻度堵塞；

34、若管道压力损耗系数大于第二管道压力损耗阈值，则判定管道节段的管道阻塞状态为重度堵塞。

35、进一步地，所述阻塞分析模块的分析过程还包括：

36、获取管道节段对应连接管件的管件阻力系数，计算输送管道中各个管道节段对应连接管件的连接压力损耗系数，并将管道节段对应连接管件的连接压力损耗系数与连接压力损耗临界值进行比对；

37、若连接压力损耗系数小于连接压力损耗临界值，则判定管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为未阻塞；

38、若连接压力损耗系数大于等于连接压力损耗临界值，则判定管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为阻塞。

39、进一步地，第一管道压力损耗阈值和第二管道压力损耗阈值的数值均大于零，第一管道压力损耗阈值小于第二管道压力损耗阈值，压力损耗临界值的数值大于零。

40、进一步地，所述补偿控制终端的补偿控制过程具体如下：

41、获取介质容器的流体入口液压，将介质容器的流体入口液压与标准液压区间进行比对，同时获取各个管道节段的管道阻塞状态以及管道节段对应连接管件的连接阻塞状态；

42、若介质容器的流体入口液压属于标准液压区间，则不进行任何操作；

43、若介质容器的流体入口液压不属于标准液压区间；

44、当管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为未阻塞，且管道节段的管道阻塞状态为轻度阻塞，则以标准液压区间为准，适应性调整泵体效率；

45、当管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为未阻塞，且管道节段的管道阻塞状态为重度阻塞，则即刻安排工作人员前往该管道节段处进行管道疏通作业；

46、当管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为阻塞，且管道节段的管道阻塞状态为轻度阻塞，则以标准液压区间为准，适应性调整泵体效率，并于定期维护时段对该管道节段的连接管件进行疏通作业；

47、当管道节段对应连接管件的连接阻塞状态为阻塞，且管道节段的管道阻塞状态为重度阻塞，则即刻安排工作人员前往该管道节段处进行管道及连接管件疏通作业。

48、第二方面，一种用于泵体的压力智能补偿控制方法，包括如下步骤：

49、步骤s101，数据获取模块获取输送管道内流体介质的流体特性数据发送至能量分析模块，数据获取模块还获取输送管道的管道节段数据发送至能量分析模块和阻塞分析模块；

50、步骤s102，能量分析模块对输送管道对应泵体所提供的压力能进行分析，分析得到输送管道的供能需求等级发送至配置调控终端，配置调控终端根据供能需求等级进行泵体配置的调节控制；

51、步骤s103，输送监测模块对输送管道的输送情况进行实时监测，监测得到各个管道节段的节段入口压力和节段出口压力发送至阻塞分析模块；

52、步骤s104，阻塞分析模块对输送管道的管道阻塞情况进行分析，得到各个管道节段的管道阻塞状态以及管道节段对应连接管件的连接阻塞状态发送至补偿控制终端；

53、步骤s105，数据获取模块采集输送管道所连介质容器处的流体入口液压发送至补偿控制终端，补偿控制终端对输送管道所连泵体的压力进行补偿控制。

54、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

55、1、本发明首先通过数据获取模块获取输送管道内流体介质的流体特性数据发送至能量分析模块，同时数据获取模块还获取输送管道的管道节段数据发送至能量分析模块和阻塞分析模块，然后利用能量分析模块对输送管道对应泵体所提供的压力能进行分析得到输送管道的供能需求等级发送至配置调控终端，再由配置调控终端根据供能需求等级进行泵体配置的调节控制，本发明实现了泵体配置的智能切换；

56、2、本发明利用输送监测模块对输送管道的输送情况进行实时监测，得到各个管道节段的节段入口压力和节段出口压力发送至阻塞分析模块，而后通过阻塞分析模块对输送管道的管道阻塞情况进行分析，得到各个管道节段的管道阻塞状态以及管道节段对应连接管件的连接阻塞状态发送至补偿控制终端，同时，数据获取模块还采集输送管道所连介质容器处的流体入口液压发送至补偿控制终端，最终通过补偿控制终端对输送管道所连泵体的压力进行补偿控制，本发明实现了管道压力的智能补偿。