Brevet FR2999664A1 — publié le 20140620

Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de commande pour système multipompes. Etat de la technique Un système multipompes comporte au moins deux pompes, au moins l'une de ces deux pompes étant à vitesse variable contrôlée en vitesse par un variateur de vitesse et l'autre à vitesse fixe ou à vitesse variable. Dans le système multipompes, les deux pompes sont connectées en parallèle à un même conduit d'entrée et leurs sorties se rejoignent dans un conduit de sortie commun. Certaines solutions de commande d'un système multipompes nécessitent une mesure de débit total sur le conduit de sortie. Pour mesurer ce débit les solutions actuelles emploient un débitmètre ou utilisent des méthodes peu satisfaisantes. Un besoin existe donc aujourd'hui de pouvoir estimer de manière simple, avec un minimum d'installation, le débit total d'un fluide circulant dans le conduit de sortie d'un système multipompes. Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de commande mis en oeuvre dans une unité de traitement, permettant de pouvoir déterminer le débit total d'un fluide circulant à travers le conduit de sortie, sans l'emploi d'un débitmètre, ce procédé étant simple à mettre en oeuvre et ne nécessitant qu'un minimum de capteurs. Exposé de l'invention Ce but est atteint par un procédé de commande mis en oeuvre dans une unité de traitement employée dans la commande d'un système multipompes, ledit système multipompes comprenant un conduit d'entrée destiné à recevoir un fluide, deux pompes connectées en parallèle audit conduit d'entrée et un conduit de sortie relié aux sorties des deux pompes, au moins l'une des deux pompes étant commandée par un variateur de vitesse, chaque pompe étant définie par une première courbe caractéristique (débit-hauteur manométrique à vitesse maximale et par une deuxième courbe caractéristique débit-puissance reçue, le procédé de commande comportant les étapes suivantes : détermination du débit de la pompe contrôlée par le variateur de vitesse à partir de la deuxième courbe caractéristique, d'une vitesse estimée de la dite pompe et d'une puissance fournie à ladite pompe par le variateur de vitesse, détermination de la hauteur manométrique de ladite pompe contrôlée par le variateur de vitesse à partir du débit déterminé et de la première courbe caractéristique de ladite pompe, détermination du débit de chaque pompe du système multipompes à partir de la hauteur manométrique déterminée, de la vitesse de chaque pompe et de la première courbe caractéristique, détermination du débit total du système multipompes par addition des débits obtenus pour chaque pompe. Selon une particularité, la vitesse de la pompe contrôlée par le variateur de vitesse est déterminée à partir de la référence de vitesse injectée dans une boucle de régulation ou d'une mesure de vitesse. L'invention concerne également un variateur de vitesse comportant une unité de traitement agencée pour mettre en oeuvre le procédé de commande tel que défini 20 ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description 25 détaillée qui suit faite en regard des dessins annexés listés ci-dessous : la figure 1 représente un système multipompes, l'une des pompes étant commandée par un variateur de vitesse, la figure 2 illustre, de manière schématique, le principe de fonctionnement du procédé de commande de l'invention. 30 Description détaillée d'au moins un mode de réalisation En référence à la figure 1, un système multipompes comporte au moins deux pompes Pl, P2 connectées en parallèle. Chaque pompe est par exemple de type centrifuge et est destiné à aspirer un fluide par une entrée et à le refouler par une sortie. Une pompe peut être à vitesse variable (P1), contrôlée par un variateur de vitesse VSD, ou à vitesse fixe (P2) commandée par un simple démarreur ST. Dans un système multipompes, au moins l'une des deux pompes est à vitesse variable, tandis que l'autre peut être à vitesse variable ou à vitesse fixe. Dans la suite de la description, nous considérerons un système multipompes à seulement deux pompes Pl, P2 (désignées Pn de manière générale). Bien entendu, l'invention peut tout à fait s'appliquer à un système comportant plus de deux pompes. Dans le système multipompes, les deux pompes Pl, P2 employées sont reliées en parallèle. Elles sont alimentées par un réseau de distribution électrique RD. Ainsi, le système comporte un conduit d'entrée IN commun joignant les entrées des deux pompes Pl, P2 et un conduit de sortie OUT commun joignant les sorties des deux pompes Pl, P2. La pompe P1 est commandée par un variateur de vitesse VSD. Par ailleurs, de manière connue, chaque pompe Pl, P2 est définie par une première courbe caractéristique de pompe (HQ -curve HQ,urve 2 désignée de manière générale HO -curve n)- Cette courbe illustre la relation existant entre la hauteur manométrique H de la pompe et son débit volumique Q à vitesse maximale. La hauteur manométrique H de la pompe s'exprime en mètre tandis que le débit volumique Q s'exprime par exemple en m3/heure. Chaque pompe est également définie par une deuxième courbe caractéristique de pompe (PO -curve PQcurve 2 désignée de manière générale PO -curve n) exprimant la relation entre la puissance fournie au moteur de la pompe et le débit Qpn en sortie de la pompe à vitesse maximale. Le procédé de commande de l'invention est mis en oeuvre dans une unité de traitement UC. Cette unité de traitement UC est par exemple incluse dans le variateur de vitesse VSD employé pour le contrôle d'une ou plusieurs pompes du système multipompes. Le procédé de commande de l'invention présente la particularité de fonctionner sans aucun capteur. La figure 2 illustre le principe de fonctionnement de l'invention. L'unité de traitement UC lance un premier module logiciel M1 permettant d'estimer le débit de la pompe P1 contrôlée par le variateur de vitesse VSD. Pour cela, le premier module logiciel M1 reçoit en entrée : la vitesse W1 de la pompe P1 contrôlée par le variateur de vitesse VSD, cette vitesse pouvant être estimée à partir de la référence de vitesse injectée dans la boucle de régulation du variateur de vitesse ou mesurée à l'aide d'un capteur, la puissance Pmot, fournie à la pompe P1 contrôlée par le variateur de vitesse, cette puissance étant estimée à partir des données du variateur de vitesse VSD, - la deuxième courbe caractéristique PO -curve 1 de la pompe P1 considérée, qui sera extrapolée à la vitesse W1 de la pompe Pl, en utilisant les lois d'affinité des pompes centrifuges. Une fois le débit Qpi en sortie de la pompe P1 déterminé, l'unité de traitement UC lance un deuxième module logiciel M2 permettant de déterminer la hauteur manométrique H1 associée à ce débit. Pour cela, le deuxième module logiciel M2 s'appuie sur la première courbe caractéristique HO -curve 1 de la pompe Pl. Au point de fonctionnement considéré, la hauteur manométrique Hmps du système multipompes est identique pour toutes les pompes Pm que celles-ci soient à vitesse fixe ou à vitesse variable. Par conséquent, la hauteur manométrique déterminée correspond à la hauteur manométrique Hmps du système multipompes. Une fois la hauteur manométrique Hmps déterminée, l'unité de traitement UC lance, pour chaque pompe Pn, un troisième module logiciel M3 permettant de déterminer le débit Qpn en sortie de la pompe. Ce module M3 reçoit en entrée les valeurs suivantes : la valeur de la hauteur manométrique Hmps déterminée, une valeur de la vitesse Wn de la pompe considérée dans le système multipompes, la courbe caractéristique débit/hauteur manométrique (HO -curve n) de la pompe dont le débit est recherché, qui sera extrapolée à la vitesse Wn de la pompe, en utilisant les lois d'affinité des pompes centrifuges. La vitesse Wn de la pompe peut être issue de différentes sources. Pour une pompe à vitesse variable, cette vitesse peut être basée sur la référence de vitesse appliquée en entrée de la boucle de régulation du variateur de vitesse ou sur une mesure de vitesse. Pour une pompe à vitesse fixe, il s'agit juste de tenir compte de la dynamique de fonctionnement de la pompe. Une fois que l'unité de traitement UC a déterminé le débit Qpn du fluide en sortie de chaque pompe, il ne lui reste plus qu'a additionner ces débits pour obtenir le débit total 10 -total.5 REVENDICATIONS1. Procédé de commande mis en oeuvre dans une unité de traitement (UC) employée dans la commande d'un système multipompes, ledit système multipompes comprenant un conduit d'entrée (IN) destiné à recevoir un fluide, deux pompes (P1, P2) connectées en parallèle audit conduit d'entrée et un conduit de sortie relié aux sorties des deux pompes (P1, P2), au moins l'une des deux pompes étant commandée par un variateur de vitesse (VSD), chaque pompe (P1, P2) étant définie par une première courbe caractéristique (HO -curve n) débit-hauteur manométrique à vitesse maximale et par une deuxième courbe caractéristique (PQcurve n) débit-puissance reçue, caractérisé en ce que le procédé de commande comporte les étapes suivantes : détermination du débit (Qpi) de la pompe contrôlée par le variateur de vitesse (VSD) à partir de la deuxième courbe caractéristique ( ,P -curve n) I d'une vitesse (W1) estimée de la dite pompe et d'une puissance fournie à ladite pompe par le variateur de vitesse (VSD), détermination de la hauteur manométrique (H1) de ladite pompe (P1) contrôlée par le variateur de vitesse à partir du débit (Qpi) déterminé et de la première courbe caractéristique (HO -curve 1) de ladite pompe, détermination du débit (Qpn) de chaque pompe (Pn) du système multipompes à partir de la hauteur manométrique (Hmps) déterminée, de la vitesse (Wn) de chaque pompe et de la première courbe caractéristique (HQcurve n) I - détermination du débit total (Q ) du système multipompes par addition , des débits (Qpn) obtenus pour chaque pompe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de la pompe (Wn) contrôlée par le variateur de vitesse est déterminée à partir de la référence de vitesse injectée dans une boucle de régulation ou d'une mesure de vitesse. 3. Variateur de vitesse caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement (UC) agencée pour mettre en oeuvre le procédé de commande tel que défini dans la revendication 1 ou 2.