CN105673467A - 一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，是一种远程监测、控制系统，各个传感器信号通过控制器传给控制中心和云端处理系统，控制中心的工作人员会根据数据自行处理，而云端处理系统会将数据处理以后传给手机APP，客户可远程监控泵的运行情况，如果需要对泵进行控制，直接通过手机就可以控制泵的电机转速和出口阀门开度，从而控制泵的流量和扬程，尽可能使泵运行在高效点。如果出现数据超过预设值，也会通过手机报警，通知客户，提前预警，避免造成大的安全事故。

Description

一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统

技术领域

本发明属于智能控制领域，具体地说涉及一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统。

背景技术

地球的石化能源是有限的，不可再生的、大量燃烧石化能源带来了严重的环境污染，节能是减少污染，提高生活品质的重要手段之一。在能源价格不断攀升的大趋势下，节能是个人和企业的省钱良策。

根据国际知名泵公司市场调查的统计数据，关于供暖循环泵的典型运行状态为：

负载（流量）25%50%75%100%

时间占比44%35%15%6%

从上面的数据可以看出，25%负载时间比例最大，也就是电机正常运转，100%的能量泵只利用了25%，其他能量基本浪费掉了，说明泵本身并没有工作在高效点附近，而100%负载的时间只占了6%，也就是说94%的泵都存在能源浪费问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提供了一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，包括对各种数据信息进行采集的信息采集系统；

对采集的数据信息进行传输的传输控制系统；

根据传输控制系统传送的信息通过移动通讯设备进行监控和执行的控制中心；

对所述各种数据信息进行采集之前，所述智能系统还包括：在泵的各部分安装各种传感器，实时采集泵进口压力、出口压力、出口流量、泵体轴承温度、电机轴承温度、液体泄露传感器信号；

所述对采集的数据信息进行传输的传输控制系统包括将各传感器传输过来的信号，进行采集、处理，并通过有线网络传输给控制中心，通过无线网络传输给云端处理器；

所述控制中心对泵的所有运行状态进行检测，实时查看任何一台泵的运行状态，并根据需要下达相关指令，协调整个泵群的运行；

所述传感器包括安装在泵出口的出口流量传感器，实时监测泵的出口流量；

还包括安装在泵出口的扬程传感器，监测泵的所程数据；

还包括转速传感器，实时监测泵的转速；

还包括泵轴承温度传感器和电机轴承温度传感器，泵轴承温度传感器实时监测泵轴承温度，电机轴承温度传感器实时监测电机轴承温度；

还包括泵轴承振动监测传感器和电机轴承振动传感器，监测泵轴承振动和电机轴承振动；

所述云端处理器接收控制器通过无线网络传输过来的传感器信息数据，并储存，同时将数据等待传输给手机APP，手机用户需要知道任何一台泵的扬程、力量，可直接通过手机APP，从云端数据库调取，实时监测泵的运行状态；

所述移动通讯设备包括手机或平板电脑。

本发明的有益效果是：

1）手机APP与浏览器B/S结构，方便系统的使用、维护。

通过手机APP，实时监控泵的运行，查看每一台泵的各种运行数据。当出现泵运行不稳定或者故障时，手机可以马上接到报警信号，使用户可以第一时间了解设备情况，同时也为故障预防和故障处理在第一时间进行提供了保障。

B/S结构即浏览器/服务器结构，浏览器为Internet网或局域网中的任何一台计算机，该计算机不需安装任何专用软件；用户只需通过IE方式访问服务器IP或域名，打开服务器网页即可登录该系统。系统采用B/S架构，可以使得管理人员和专业分析人员对设备状态的了解和分析做到“随时随地”，大大降低人力资源成本；其次是维护方便，系统的维护和升级全部在服务器端进行，专业分析人员和管理人员不必担心自己的计算机重新安装或系统升级。

2）设备状态实时显示与分析。

系统提供多种分析工具，支持对在线采集数据的实时显示与分析，包括时域波形、频谱图、轴心轨迹、瀑布图、包络解调等。系统的机泵数据库支持对所有采集数据的自动频率识别与标注。

系统能够根据预先设定自动识别设备状态，进行相应等级的自动报警，并支持对报警点和报警原因的查询。这些预先设定是指对振动的各种时域和频域指标以及其它工艺量（包括转速、温度、电流等）的统计报警设定，因此，状态识别是在充分、完整的设备状态信息基础上实现的。

3）采集数据的实时显示与分析，易于实现远程诊断。

系统采用B/S结构，使得在线监测数据不再局限于一台电脑，而是可以在网络中的任意一台计算机上实时显示和分析，并可以实现设备的远程诊断，从而大大提高综合监测系统监测和诊断的效率，也使得人才的培养和成长更为容易。

4）自动的报告生成功能。

能将各种分析界面、特征频率列表、设备总值列表、主要峰值列表等生成到Word文档中，便于用户撰写分析报告，为设备检修提供详实的数据支持。

5）开放性的数据平台。

智能监测分析系统为各种设备信息化系统提供标准数据接口，可接入其他厂家设备的数据。可跟其他管理系统如CMMS、ERP、EAM、DCS等无缝集成实现数据共享，为ERP和EAM系统中的设备管理子系统提供数据支撑，以更加科学的进行维修计划制定和备品备件管理。

附图说明

图1为本发明的运行示意图；

图2为本发明智能泵的流量传感器示意图；

图3为本发明智能泵的扬程传感器示意图；

图4为本发明智能泵的转速传感器示意图；

图5为本发明智能泵的泵温度传感器示意图；

图6为本发明智能泵的振动监测装置示意图；

图7为本发明智能泵的控制示意图；

图8为本发明智能泵扬程流量曲线图；

图9为本发明智能泵的计算公式。

零件说明：1、出口流量传感器，2、扬程传感器，3、转速传感器，4、泵轴温度传感器，5、电机轴温度传感器，6、泵轴承振动传感器，7、电机轴承振动传感器，8、电控阀门，9、变频电机。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合附图对本发明作进一步描述：一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，包括以下步骤：

第一，相关数据采集，在泵的相关位置安装了各种传感器。通过安装在泵上的各种传感器，实时采集泵进口压力、出口压力、出口流量、泵体轴承温度，电机轴承温度、液体泄漏等传感器信号，经控制器分析泵的各种运行状态，根据传感器传来的信号与设定参数比较，确定运行状态，及时预警。

1、流量传感器（见图2）

通过安装在泵出口的出口流量传感器，实时监测泵的出口流量。出口流量传感器信号传输给控制器，通过控制器有线传输给控制中心，控制中心工作人员随时可以了解泵出口的流量数据，并根据其它相关数据，做出相应的处理。

控制器通过无线传输给云端服务器，云端服务器将数据处理后，传给手机APP，客户可以远程监测泵的流量数据。

设计初，根据客户提供的泵工况数据，设定流量高、低报警点，当泵流量超出或低于预设值，及时报警，通知工作人员，及时处理。

如客户需要可设定最高、最低流量值，达到预设值，立即停车，避免造成安全事故发生。

2、扬程传感器（见图3）

通过安装在泵出口的扬程（压力）传感器，监测泵的扬程数据。控制器接收扬程（压力）传感器的信号，同时传输给控制中心和云端服务器，云端服务器传给手机APP。

控制器中设定扬程的高、低报警值，达到报警值及时报警，做到发现问题，及时处理。避免出现由于扬程过高或者过低导致安全事故的发生。

根据泵的使用工况，工作人员可在控制器中设定扬程（压力）最高、最低值，达到预设值马上停车，避免安全事故的发生。

3、转速传感器（见图4）

实时监测泵的转速，防止出现长时间超速或者低速运转，造成扬程流量的过高或者过低，背离设计运行值，影响正常生产！

当转速传感器发出转速过高信号，扬程、流量传感器如果相应增加，可判定泵体没有问题，可能是电机供电电压偏高造成，检查电路故障。

当转速传感器发出转速过低，这时电机超电流，扬程、流量都在减少，可基本判定泵体可能出现问题，检查机械故障。如果不是机械故障可检查电机是否缺相，及时找到故障点，避免泵长时间超电流运转，造成电机或者电路控制系统损毁。

4、泵温度传感器（见图5）

温度传感器主要有：

泵轴承温度传感器，目的是监测泵轴承温度。轴承温度过高，可能是由于轴承箱体润滑油不足，或者是轴承安装或者运行不畅造成摩擦温度上升。通过传感器传来的信号，控制中心能及时发现泵轴承温度打变化，出现温度过高，能及时发现及时处理。延长轴承使用时间，减少维修成本。

电机轴承温度传感器，如果客户要求，可直接订购带有轴承温度传感器的电机，实时监测电机轴承温度，当轴承温度过高，及时发现及时处理，避免造成安全事故的发生。

温度传感器主要是监测工作人员无法长时间检查的隐患故障点，减少了工作人员的劳动强度，提高了泵的安全运行周期。

5、振动监测装置（见图6）

振动传感器主要监测泵轴承振动以及电机轴承振动，造成振动的主要原因是；轴承安装不当或者联轴器不同心。

当泵运行时，振动传感器就会将数据传给控制中心，振动幅度超过预设值，就会报警，通知客户及时检查，找到故障点，及时处理，避免问题扩大化。

第二、控制器

控制器主要的工作就是将各传感器传输过来的信号，进行采集、处理，并通过有线网络传输给控制中心，通过无线网络传输给云端处理器。

控制器还有执行控制中心传输或者手机APP传输过来的命令，确定优先级，并执行相关命令。

第三、控制中心

控制中心是整个泵系统的中心，对泵的所有运行状态进行检测，可以实时查看任何一台泵的运行状态，并根据需要下达相关指令，协调整个泵群的运行。

控制中心享有优先级最高级，所有指令与控制中心冲突，以控制中心为最高级。

第四、云端服务器

接收控制器通过无线网络传输过来的传感器信息数据，并储存，同时将数据等待传输给手机APP，例如手机用户需要知道那一台泵的扬程、力量，可直接通过手机APP，从云端数据库调取，实时监测泵的运行状态，解决了必须到现场才能看到相关数据的问题。

当手机客户需要变化泵的扬程、流量，指令会首先传输给云端服务器，云端服务器同时将指令无线传输给控制中心和控制器，控制器首先判定优先级，确定可以执行，执行此命令。

第五、手机APP

手机客户可以下载专用的客户端软件，取的权限，就可以远程监测所有相关泵的运行状态，当数据超出预设值，手机就会报警，提醒客户及时检修，及时排除故障。

手机客户端也可远程控制泵的运行状态，当需要调整泵的扬程、流量，可以通过手机直接调整，但不能与控制中心相冲突，以免发生生产事故，确保安全生产。

控制过程：

第一、基本控制，流量、扬程控制。

每一台泵在选型初，就有一个流量范围，扬程范围，技术人员会在控制器中设定范围值，当泵的扬程、流量超出预设值，控制器会自动调节泵的电机转速，使泵始终运行在设定的运行范围。

电机转速的控制主要是通过控制电机电源的频率。

n=60f/p

n=转速

f=频率

P=极对数

因为电机的极对数一般是固定不变的，要想控制泵的电机转速，只要通过调整电机电源的频率就可以实现。

扬程控制

当流量达到以后，扬程的高低，可以通过电磁阀门，调整阀门开度，提高或降低泵的扬程。

第二、控制中心控制

工作人员可以在控制中心实时监测所有泵的运行状态，当需要调整泵的流量、扬程，可以直接在控制中心控制，控制器接收指令后，执行此命令。

第三、远程监控以及远程控制

当客户下载手机客户端APP,并取得权限，就可以通过无线网络，实时监控所有泵的运行状态。

当客户需要调整某一台泵的流量、扬程，可以通过手机APP客户端，直接调整，无需到现场控制，但前提是不能与控制中心的指令冲突，否则不执行手机指令，以免造成生产事故的发生。

第四、变频节能原理

调速控制：

通过调速泵可以调整其扬程流量曲线，移动工作点。

例如：2900r/min调整到1450r/min，见图8。

从图8和图9中可以看出，当转速从2900r/min调整到1450r/min时，流量从12m3降到6m3，扬程从40m降到10m，消耗的功率从2.6kw降到0.33kw。

负载（流量）25%50%75%100%

时间占比44%35%15%6%

从数据上可以看出，有44%的泵负载只有25%，也可以说很大一部分时间在浪费能源。通过变频技术，控制泵的转速，将泵控制在最低运行点，使泵始终工作在高效点上，这样就可以最大限度的节约能源。

2.控制方式（见图7）

控制中心与手机APP都能实时监控泵的运行状态，如果需要调整扬程、流量。控制中心是控制主体，直接控制泵的扬程、流量。优先级为最高级。手机APP也可直接控制泵转速，控制出口流量，也可调整出口阀门闭合开度，控制扬程。

远程控制泵的流量，通过手机APP直接控制，控制信号会通过云端服务器，互联网传输给控制器，控制器接到控制信号，首先进行优先级判定，判定可以执行，控制器可通过调整电机的频率，调整电机的转速，从而调整泵的流量。

扬程的调节，如果通过调整电机转速无法达到调节扬程的目的，可以通过调节电控阀门开度，调整泵的扬程、流量。

3、控制过程为保证安全可靠性，要求必须有控制命令完成情况反馈，指令执行完毕才能执行下一命令，控制指令以控制中心为最高级。

Claims (7)

1.一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于，包括对各种数据信息进行采集的信息采集系统；

对采集的数据信息进行传输的传输控制系统；

根据传输控制系统传送的信息通过移动通讯设备进行监控和执行的控制中心。

2.如权利要求1所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于对所述各种数据信息进行采集之前，所述智能系统还包括：在泵的各部分安装各种传感器，实时采集泵进口压力、出口压力、出口流量、泵体轴承温度、电机轴承温度、液体泄露传感器信号。

3.如权利要求1所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于所述对采集的数据信息进行传输的传输控制系统包括将各传感器传输过来的信号，进行采集、处理，并通过有线网络传输给控制中心，通过无线网络传输给云端处理器。

4.如权利要求1所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于所述控制中心对泵的所有运行状态进行检测，实时查看任何一台泵的运行状态，并根据需要下达相关指令，协调整个泵群的运行。

5.如权利要求2所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于所述传感器包括安装在泵出口的出口流量传感器（1），实时监测泵的出口流量；

还包括安装在泵出口的扬程传感器（2），监测泵的所程数据；

还包括转速传感器（3），实时监测泵的转速；

还包括泵轴承温度传感器（4）和电机轴承温度传感器（5），泵轴承温度传感器（4）实时监测泵轴承温度，电机轴承温度传感器（5）实时监测电机轴承温度；

还包括泵轴承振动监测传感器（6）和电机轴承振动传感器（7），监测泵轴承振动和电机轴承振动。

6.如权利要求3所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于所述云端处理器接收控制器通过无线网络传输过来的传感器信息数据，并储存，同时将数据等待传输给手机APP，手机用户需要知道任何一台泵的扬程、力量，可直接通过手机APP，从云端数据库调取，实时监测泵的运行状态。

7.如权利要求1或4所述的一种基于移动互联网的泵远程控制智能系统，其特征在于所述移动通讯设备包括手机或平板电脑。