[發明專利]一種潛水電泵的智能化控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110226197.0
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112983843B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 朱慶龍;楊勇;梁樑;王寧;金雷;陳波波;李連穎;李明鋒
• 申請（專利權）人: 合肥恒大江海泵業股份有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

1.一種潛水電泵的智能化控制系統，其特征在于，包括處理器、故障檢測模塊、物聯采集模塊、狀態監測模塊、故障預警模塊、顯示預警模塊和數據存儲模塊；所述處理器分別與故障檢測模塊、物聯采集模塊、狀態監測模塊、故障預警模塊、顯示預警模塊和數據存儲模塊通信連接；所述顯示預警模塊分別與數據存儲模塊和故障預警模塊通信連接；所述物聯采集模塊與狀態監測模塊通信連接，所述故障檢測模塊分別與狀態監測模塊和故障預警模塊通信連接；

所述物聯采集模塊與采集設備相連接，所述采集設備將采集到的工作數據發送至物聯采集模塊，所述物聯采集模塊分別將工作數據發送至狀態監測模塊和數據存儲模塊；所述采集設備包括流量計、溫度傳感器和噪聲傳感器；

所述故障檢測模塊根據監測曲線對潛水電泵的故障進行判斷；

所述故障預警模塊根據預測模型預測潛水電泵的故障，包括：

獲取監測曲線和預測模型；

將監測曲線處理成數值并經過數據歸一化之后輸入至預測模型獲取輸出結果；所述輸出結果為監測曲線對應的故障標簽；

通過處理器將故障標簽分別發送至顯示預警模塊和數據存儲模塊；

通過所述處理器獲取所述預測模型的具體獲取步驟包括：

獲取潛水電泵歷史數據；所述潛水電泵歷史數據包括故障標簽和發生故障前的監測曲線；

構建融合模型；所述融合模型通過SVM、LR和GBDT三種基線模型結合融合方式構建的模型，所述融合方式包括線性加權融合法、交叉融合法、瀑布融合法、特征融合法和預測融合法；

將潛水電泵歷史數據處理成數值并按照設定比例劃分為訓練集和測試集；所述設定比例包括3:1、4:1和5:2；

將經過數據歸一化的訓練集和測試集輸入至融合模型進行訓練和測試；將訓練完成的融合模型標記為預測模型；

處理器將預測模型分別發送至故障預警模塊和數據存儲模塊。

2.根據權利要求1所述的一種潛水電泵的智能化控制系統，其特征在于，所述故障檢測模塊用于對潛水電泵的故障進行判斷，包括：

獲取流量曲線，并將潛水電泵的水流量標記為SL；當水流量SL滿足0≤SL＜L1時，則判定潛水電泵不出水，生成故障標簽，并將故障標簽設置為1；當水流量SL滿足L1≤SL＜L2時，則判定潛水電泵的水流量不足，生成故障標簽，并將故障標簽設置為2；當水流量SL滿足L2≤SL時，則判定潛水電泵水流量正常；其中L1和L2均為水流量閾值，且L1和L2通過大量數據模擬獲取；

獲取溫度曲線，根據溫度曲線獲取溫度穩定時的溫度均值，并將溫度均值標記為WJ；當溫度均值WJ滿足YWJ-μ≤WJ≤YWJ+μ時，則判定潛水電泵的溫度值正常；否則，判定潛水電泵的溫度值異常，生成故障標簽，并將故障標簽設置為3；其中，μ為大于0的實數；

獲取噪聲曲線，當噪聲超過噪聲閾值，且持續時長超過時間閾值時，則判定潛水電泵噪聲異常，生成故障標簽，并將故障標簽標記為4；

獲取功耗曲線，當功耗均值超過功耗閾值時，則判定潛水電泵功耗異常，生成故障標簽，并將故障標簽標記為5；

通過處理器將故障標簽分別發送至數據存儲模塊、故障預警模塊和顯示預警模塊。

3.根據權利要求1所述的一種潛水電泵的智能化控制系統，其特征在于，所述狀態監測模塊用于監測潛水電泵的運行狀態，包括：

通過采集設備實時獲取工作數據；所述工作數據包括潛水電泵工作時的溫度值、水流量和噪聲值；

實時獲取潛水電泵的功耗；以時間為自變量，以溫度值、水流量、噪聲值和功耗為因變量，通過N階多項式擬合分別獲取溫度曲線、流量曲線、噪聲曲線和功耗曲線；其中N≥1；

通過處理器分別將監測曲線發送至數據存儲模塊、故障預警模塊、故障檢測模塊和顯示預警模塊；所述監測曲線包括溫度曲線、流量曲線、噪聲曲線和功耗曲線。

4.根據權利要求2或3所述的一種潛水電泵的智能化控制系統的控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一：通過采集設備實時獲取工作數據；所述工作數據包括潛水電泵工作時的溫度值、水流量和噪聲值；實時獲取潛水電泵的功耗；以時間為自變量，以溫度值、水流量、噪聲值和功耗為因變量，通過N階多項式擬合分別獲取溫度曲線、流量曲線、噪聲曲線和功耗曲線；

步驟二：根據監測曲線判斷潛水電泵的故障，并設置對應的故障標簽；

步驟三：獲取監測曲線和預測模型；將監測曲線處理成數值并經過數據歸一化之后輸入至預測模型獲取輸出結果；所述輸出結果為監測曲線對應的故障標簽；通過處理器將故障標簽分別發送至顯示預警模塊和數據存儲模塊。