[發(fā)明專利]一種潛水電泵的智能化控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110226197.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN112983843B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶龍;楊勇;梁樑;王寧;金雷;陳波波;李連穎;李明鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥恒大江海泵業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): F04D15/00
• 分類號(hào): F04D15/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明公開了一種潛水電泵的智能化控制系統(tǒng)及其控制方法，涉及潛水電泵控制技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有方案僅具有監(jiān)測功能，而不能根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)潛水電泵實(shí)現(xiàn)故障定位的技術(shù)問題；本發(fā)明設(shè)置了狀態(tài)監(jiān)測模塊，該設(shè)置根據(jù)工作數(shù)據(jù)生成監(jiān)測曲線，并將監(jiān)測曲線發(fā)送至故障檢測模塊和顯示預(yù)警模塊，將潛水電泵的工作狀態(tài)直觀地展示給工作人員；本發(fā)明設(shè)置了故障檢測模塊，該設(shè)置根據(jù)監(jiān)測曲線判斷潛水電泵的故障，并生成對(duì)應(yīng)的故障標(biāo)簽，對(duì)潛水電泵的故障進(jìn)行了分類，有助于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障進(jìn)行維修；本發(fā)明設(shè)置了故障預(yù)警模塊，該設(shè)置利用預(yù)測模型對(duì)潛水電泵的故障進(jìn)行預(yù)測，能夠提前發(fā)現(xiàn)潛電泵的故障，有助于工作人員提前防范。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于潛水電泵控制領(lǐng)域，涉及智能控制技術(shù)，具體是一種潛水電泵的智能化控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

潛水電泵是泵體葉輪和驅(qū)動(dòng)葉輪的電機(jī)都潛入水中工作的一種水泵，有深井用和作業(yè)面用兩種；其中深井用潛水電泵通過伸入井中的電纜向電機(jī)供電，免去了傳動(dòng)長軸，因而結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，安裝、使用和轉(zhuǎn)移方便；工作時(shí)，需將整個(gè)機(jī)組潛入水中，由于長期工作在地下，其運(yùn)行狀態(tài)得不到有效的監(jiān)測，導(dǎo)致采水過程能耗較大，故障發(fā)生率和返修率高，影響潛水電泵的正常作業(yè)。

公開號(hào)為CN107762895A的發(fā)明專利公開了一種潛水電泵控制系統(tǒng)及其控制方法，包括電機(jī)、設(shè)置在所述電機(jī)輸出端的泵體和設(shè)置在所述電機(jī)底座端的控制機(jī)構(gòu)，及設(shè)置在液面以上的上位機(jī)，所述控制機(jī)構(gòu)包括防水密封殼體、設(shè)置在所述防水密封殼體腔內(nèi)的下位機(jī)和三相電參數(shù)采集模塊以及電力載波模塊，還包括設(shè)置在所述防水密封殼體外的液位變送器及設(shè)置在所述電機(jī)殼體內(nèi)的電流互感器和溫度傳感器；方法為：所述液位變送器、溫度傳感器和三相電參數(shù)采集模塊采集潛水電泵的工作參數(shù)并傳送到下位機(jī)；所述下位機(jī)控制所述電力載波模塊將采集的工作參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制加載，以電力載波通信的方式實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)。

上述方案能夠?qū)崿F(xiàn)潛水電泵的在線監(jiān)測；但是，上述方案并沒有對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，僅具有監(jiān)測功能，而不能根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)潛水電泵實(shí)現(xiàn)故障定位；因此，上述方案仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述方案存在的問題，本發(fā)明提供了一種潛水電泵的智能化控制系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種潛水電泵的智能化控制系統(tǒng)，包括處理器、故障檢測模塊、物聯(lián)采集模塊、狀態(tài)監(jiān)測模塊、故障預(yù)警模塊、顯示預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

所述物聯(lián)采集模塊與采集設(shè)備相連接，所述采集設(shè)備將采集到的工作數(shù)據(jù)發(fā)送至物聯(lián)采集模塊，所述物聯(lián)采集模塊分別將工作數(shù)據(jù)發(fā)送至狀態(tài)監(jiān)測模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述采集設(shè)備包括流量計(jì)、溫度傳感器和噪聲傳感器；

所述故障預(yù)警模塊根據(jù)預(yù)測模型預(yù)測潛水電泵的故障，包括：

獲取監(jiān)測曲線和預(yù)測模型；

將監(jiān)測曲線處理成數(shù)值并經(jīng)過數(shù)據(jù)歸一化之后輸入至預(yù)測模型獲取輸出結(jié)果；所述輸出結(jié)果為監(jiān)測曲線對(duì)應(yīng)的故障標(biāo)簽；

通過處理器將故障標(biāo)簽分別發(fā)送至顯示預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。

優(yōu)選的，所述預(yù)測模型的具體獲取步驟包括：

獲取電泵歷史數(shù)據(jù)；所述電泵歷史數(shù)據(jù)包括故障標(biāo)簽和發(fā)生故障前的監(jiān)測曲線；

構(gòu)建融合模型；所述融合模型通過SVM、LR和GBDT三種基線模型結(jié)合融合方式構(gòu)建的模型，所述融合方式包括線性加權(quán)融合法、交叉融合法、瀑布融合法、特征融合法和預(yù)測融合法；

將電泵歷史數(shù)據(jù)處理成數(shù)值并按照設(shè)定比例劃分為訓(xùn)練集和測試集；所述設(shè)定比例包括3:1、4:1和5:2；

將經(jīng)過數(shù)據(jù)歸一化的訓(xùn)練集和測試集輸入至融合模型進(jìn)行訓(xùn)練和測試；將訓(xùn)練完成的融合模型標(biāo)記為預(yù)測模型；

通過處理器將預(yù)測模型分別發(fā)送至故障預(yù)警模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。