具体实施方式

如图1所示，一种压力维持系统，包含有多台型号规格相同的变频油泵或空压机作为压力维持设备4，还包括压力容器1，无压容器2，管路3，传感器5，控制器6，人机交互装置7，电气回路8，通迅回路9。

任意一压力维持设备4设有电源变频器10，电源变频器10连接控制器6。

压力容器1为有压油罐或气罐。

无压容器2为无压油罐或气袋。

压力容器1通过管道连接压力维持设备4，压力维持设备4通过管路3连接无压容器2。

压力维持设备4为n台型号规格相同的变频油泵或空压机，编号分别为1#，2#……n#。

传感器5采集压力维持系统中压力容器1的物理量参数，如压力维持系统压力等。

控制器6通过通讯回路9，接受人机交互装置7设置的压力维持系统额定压力P_额，最高压力P_最高，较高压力P_较高，较低压力P_较低，最低压力P_最低，压力维持设备4中n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线参数表等参数信息，并根据通过电气回路8 接收到的传感器5采集的压力维持系统状态信号，采用一种采用变频压力维持设备的自适应控制方法进行逻辑处理后，通过电气回路8，对压力维持设备4中n台型号规格相同的变频油泵或空压机对应的电源变频器10进行频率控制，从而对压力维持设备4中n台变频油泵或空压机进行运行工况控制，同时将压力维持系统状态信息通过通讯回路9传输给人机交互装置7。压力维持设备4中n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线如下表1所示，表1中m、i都为正整数，1＜i≤m，F_i-1＜F_i，P_i-1＜P_i，Pi为Fi电源频率对应的油泵或空压机的加压能力；P₁为变频排水泵的最小排水能力，P_m为变频排水泵的最大排水能力。加压能力指单位时间压力升高量，单位为Mpa/min；

表1电源频率与加压能力协联曲线参数表

人机交互装置7与控制器6进行通讯。将用户通过人机交互装置7设置的压力维持系统额定压力P_额，最高压力P_最高，较高压力P_较高，较低压力P_较低，最低压力P_最低，压力维持设备4中n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线表等参数传送给控制器 6，同时人机交互装置7采集控制器6发送的压力维持系统参数信息，进行图形化展示。

压力维持设备4连接电源变频器10；传感器5连接控制器6；控制器6通过电气回路8连接电源变频器10；实现状态信号、控制信号的传输。压力维持设备4中n台型号规格相同的变频油泵或空压机对应设有电源变频器10中n台电源变频器。

控制器6通过通讯回路9连接人机交互装置7，实现加压能力信息、状态信息的传输。

电源变频器10通过电气回路8，接受控制器6输出的频率控制信号，并输出对应频率的电源信号给压力维持设备4中n台变频油泵或空压机，从而对压力维持设备4中n台变频油泵或空压机的电源开关及电源频率实现控制。

传感器5，采用品牌为KELLER，型号为PA.23SY/100bar/81594.55的压力变送器。

控制器6，采用品牌为Schneider，型号为140CPU67160的PLC控制器。

人机交互装置7，采用品牌为Schneider，型号为XBTGT7340的触摸屏。

电气回路8采用通用国标电缆。

通讯回路9采用通用以太网网线。

电源变频器10，采用品牌为欧阳华斯，型号为983150的三进三出变频电源。

变频油泵电机采用品牌为ABB，型号为QABP系列的三相异步电动机。

变频空压机采用品牌为德耐尔，型号为DAV250-250(W)+双级压缩永磁变频空压机。

如图2所示，一种采用变频压力维持设备的压力维持系统自适应控制方法，详细步骤如下：

步骤1、控制器6初始化，采集用户通过人机交互装置7设置的压力维持系统额定压力P_额，最高压力P_最高，较高压力P_较高，较低压力P_较低，最低压力P_最低，压力维持设备4 中n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线表参数信息。

步骤2、控制器6控制启动n台变频油泵或空压机在额定频率50Hz运行加载，将压力维持系统建压至额定压力，然后停止所有油泵或空压机运行。

步骤3、控制器6采集压力维持系统压力P1，同时开始计时。

步骤4、控制器6检测计时是否满t分钟，若是进入步骤5，否则继续检测。

步骤5、控制器6采集压力维持系统压力P2。

步骤6、控制器6计算压力维持系统消耗负载p＝(P1-P2)/t。

步骤7、控制器6根据消耗负载p和压力维持设备4中n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线表，计算变频工作油泵或空压机的台数x，以及优先级最高的变频油泵或空压机的运行初始电源频率f0，输出频率控制信号F给优先级最高的变频油泵或空压机对应的电源变频器10，F＝f0，从而启动x台压力维持设备4中变频油泵或空压机作为变频工作油泵或空压机，并实现对优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率进行控制。 为向上取整数学符号。f0计算方法：若P_i-1≤p-(x-1)P_m≤P_i,则f0＝F_i-1+(F_i-F_i-1)[p-(x-1)P_m-P_i-1]/(P_i-P_i-1)。并初始化上次频率控制信号F_上＝F。其余的变频工作油泵或空压机的电源频率为F_m。主备轮换启动方法参见图3所示一种多台工作泵和多台备用泵的智能排队轮换工作方法。

步骤8、控制器6实时采集压力维持系统压力P。

步骤9、控制器6根据压力维持系统压力P和压力维持系统额定压力P_额，计算优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率F＝F_上+k(P_额-P)，输出频率控制信号F给优先级最高的变频工作油泵或空压机对应的电源变频器10，从而实现对压力维持设备4中优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率进行控制。并刷新上次频率控制信号F_上＝F。k 为压力偏差与频率增幅比例系数，是一个常量，通常根据调节性能要求设置。

步骤10、若压力维持系统压力P小于较低压力P_较低，启动并加载一台优先级最高的备用变频油泵或空压机，控制备用变频排水泵电源频率为F_m。进入步骤11。

步骤11、若压力维持系统压力P小于最低压力P_最低，启动并加载所有备用变频排水泵，控制备用变频油泵或空压机电源频率为F_m。进入步骤12。

步骤12、若压力维持系统压力P不小于较高压力P_较高，则卸载并停止一台优先级最低的备用变频油泵或空压机。进入步骤13。

步骤13、若压力维持系统压力P不小于最高压力P_最高，则卸载并停止所有备用变频油泵或空压机，返回步骤3。否则，返回步骤8。

一种多台工作泵和多台备用泵的智能排队轮换工作方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤①：初始化，确定系统工作泵台数i和泵总数j。

步骤②：采集所有泵的多种工况因素，并确定所有泵的各种工况值。

步骤③：根据所有泵的多种工况因素，进行权重排序，确定所有泵各种工况因素的权重值。

步骤④：根据所有泵的各种工况因素对应的工况值、以及相应工况因素对应的权重值，计算每台泵的优先级得分。

步骤⑤：根据每台泵的优先级得分，对系统中的所有泵进行优先级排序；

步骤⑥：根据所有泵的优先级排序，取优先级由高到低排序的前i台泵作为工作泵，其他j-i台泵作为备用泵；

步骤⑦：检测所有泵的运行状态，如果有泵停止运行，返回步骤②。

所述步骤②中，多种工况因素包括：泵的运行次数，泵能否正常工作，泵的运行状态把手“主用”、“备用”、或“切除”人为设置。本发明步骤以此三个工况因素为例，实际应用时可以根据实际应用情况对工况因素进行扩充。

所有泵的各种工况值如下：

在所有泵中，若泵能正常工作，该工况值X取值为1；若泵不能正常工作，该工况值X取值为0。设n号泵的该工况值为X_n；

在所有泵中，若泵能正常工作，该工况值X取值为1；若泵不能正常工作，该工况值X取值为0。设n号泵的该工况值为X_n。

在所有泵中，若泵的运行状态把手人为设置为“主用”时，该状态工况值Y取值为2；若泵的运行状态把手人为设置为“备用”时，该状态工况值Y取值为1；若泵的运行状态把手人为设置为“切除”时，该状态工况值Y取值为0。这样取值的原因是泵的运行状态把手人为设置为“主用”优先级高于人为设置为“备用”，人为设置为“备用”优先级高于人为设置为“切除”。设n号泵的状态工况值为Y_n。

在所有泵中，对泵的运行次数进行排序，次数由高到低对应的泵次数工况值Z依次取值为1，2……5，6。设n号泵的次数工况值为Z_n。

所述步骤3中，泵轮换考虑的三个因素重要性由高到低依次是：泵能否正常工作，泵的运行状态把手“主用”、“备用”、或“切除”人为设置，泵的运行次数；

设定泵能否正常工作的权重值a＝100；

泵的运行状态把手“主用”、“备用”、或“切除”人为设置的权重值b＝10；

泵的运行次数的权重值c＝1。

所述步骤④中，分别计算每台泵的优先级得分M＝aX+bY+cZ＝100X+10Y+Z；则n号泵的优先级得分M_n＝100X_n+10Y_n+Z_n。

所述步骤⑤中，根据M_n的大小进行泵的优先级排序，n号泵的优先级得分M_n越大，优先级越高，其就排在队列的位置越靠前，设M_n1≧M_n2≧M_n3≧M_n4≧M_n5≧M_n6,则优先级排序如下：n1， n2，n3，n4，n5，n6。

实施例：

将本发明应用于某电站调速器液压系统加压油泵的启停控制。该系统共设计4台变频加压油泵。以下结合该实施例对本发明方法作详述。

采用本发明方法，某电站调速器液压系统加压油泵控制方法的详细步骤如下：

1、调速器液压系统控制器初始化，采集用户通过人机交互装置设置的压力维持系统额定压力P_额，最高压力P_最高，较高压力P_较高，较低压力P_较低，最低压力P_最低，4台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线表等参数信息。

2、调速器液压系统控制器控制启动4台变频油泵或空压机在额定频率50Hz运行加载，将压力维持系统建压至额定压力，然后停止所有变频油泵或空压机运行。

3、调速器液压系统控制器采集压力维持系统压力P1，同时开始计时。

4、调速器液压系统控制器检测计时是否满t分钟，若是进入第5步，否则继续检测。

5、调速器液压系统控制器采集压力维持系统压力P2。

6、调速器液压系统控制器计算压力维持系统消耗负载p＝(P1-P2)/t。

7、调速器液压系统控制器根据消耗负载p和n台变频油泵或空压机的电源频率与加压能力协联曲线表，计算变频工作油泵或空压机的台数x，以及优先级最高的变频油泵或空压机的运行初始电源频率f0，输出频率控制信号F给优先级最高的变频油泵或空压机对应的电源变频器，F＝f0，从而启动x台变频油泵或空压机作为变频工作油泵或空压机，并实现对优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率进行控制。 为向上取整数学符号。f0计算方法：若P_i-1≤p-(x-1)P_m≤P_i,则f0＝F_i-1+(F_i-F_i-1)[p-(x-1)P_m-P_i-1]/ (P_i-P_i-1)。并初始化上次频率控制信号F_上＝F。其余的变频工作油泵或空压机的电源频率为F_m。主备轮换启动方法参见图3所示一种多台工作泵和多台备用泵的智能排队轮换工作方法。

8、调速器液压系统控制器实时采集压力维持系统压力P。

9、调速器液压系统控制器根据压力维持系统压力P和压力维持系统额定压力P_额，计算优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率F＝F_上+k(P_额-p)，输出频率控制信号F给优先级最高的变频工作油泵或空压机对应的电源变频器10，从而实现对压力维持设备中优先级最高的变频工作油泵或空压机的电源频率进行控制。并刷新上次频率控制信号F _上＝F。k为压力偏差与频率增幅比例系数，是一个常量，通常根据调节性能要求设置。

10、若压力维持系统压力P小于较低压力P_较低，启动并加载一台优先级最高的备用变频油泵或空压机，控制备用变频排水泵电源频率为F_m。进入步骤11。

11、若压力维持系统压力P小于最低压力P_最低，启动并加载所有备用变频排水泵，控制备用变频油泵或空压机电源频率为F_m。进入步骤12。

12、若压力维持系统压力P不小于较高压力P_较高，则卸载并停止一台优先级最低的备用变频油泵或空压机。进入步骤13。

13、若压力维持系统压力P不小于最高压力P_最高，则卸载并停止所有备用变频油泵或空压机，返回步骤3。否则，返回步骤8。