CN113446236B - 一种离心泵空转保护方法、装置、边缘网关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种离心泵空转保护方法、装置、边缘网关，方法包括：S1：检测离心泵出口压力，并判断出口压力是否小于压力下限值；S2：提高离心泵的供电频率至预定供电频率，判断出口压力是否小于压力下限值；S3：判断电流是否小于电流下限值；S4：记录离心泵低电流运行时间，并判断是否长于第一时间间隔；S5：停止离心泵，记录停泵时间；S6：判断停泵时间是否长于第二时间间隔；S7：记录启停次数，判断启停次数是否大于启停次数限值；本发明的有益效果在于：通过排水压力和电流值判断离心泵的实际工作状况，准确度高；与现有技术相结合进一步提高无水状况的判断准确度采用边缘网关设备进行分析处理，避免了网络环境的影响，系统可靠性高。

Description

一种离心泵空转保护方法、装置、边缘网关
技术领域
本发明涉及水务设备技术领域，具体涉及一种离心泵空转保护方法、装置、边缘网关。
背景技术
随着城镇化的发展，智能供水系统与人们的生活联系愈来愈紧密，供水设备的防护也越来越重要。离心泵是供水系统的关键设备，影响离心泵稳定运行的因素有很多，无水保护的问题则涉及较少。当离心泵无水运转时会产生下列问题：
1)离心泵空转时，叶轮没有接触或很少接触介质，无法有效的做工，液体无法正常输送出去。
2)空转的离心泵很容易汽蚀，对泵体与过流件造成损害；空转的离心泵机械密封形式或填料密封形式空转，都会得不到液体的润滑，导致干磨，从而快速损坏；
3)空转的离心泵转子部件、泵体会发热，没有液体的降温，受热胀冷缩的作用那些狭小的间隙位置(如密封环)很容易咬死；
4)空转的多级离心泵平衡盘没有水的润滑，平衡盘将很快被烧死，损坏。
现有技术多为在进水端增加液位检测装置，主要通过浮球阀或者液位计检测水箱或水池内液位状况，将信号传输至PLC控制系统，当液位过低时控制系统停止离心泵运行。该手段监测过于单一，当浮球阀/液位计出现故障、信号线路出现问题或硬件管道堵塞时，无法检测进水情况，只有电机运行一段时间检测到电机发热停止电机运行，若次数较多则会大大减少离心泵的使用寿命。因此现有技术无法对离心泵系统提供有效的无水保护。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种离心泵空转保护方法、装置、边缘网关。
具体技术方案如下：
一种离心泵空转保护方法，适用于在计算设备中执行，包括：
S1：检测离心泵出口压力，并判断所述出口压力是否小于压力下限值；
若是，进行步骤S2；若否，重复步骤S1；
S2：提高所述离心泵的供电频率至预定供电频率，重新检测所述离心泵出口压力，并判断所述出口压力是否小于所述压力下限值；
若是，进行步骤S3；若否，回到所述步骤S1；
S3：检测所述离心泵的电流，并判断所述电流是否小于电流下限值；
若是，进行步骤S4；若否，回到所述步骤S1；
S4：记录所述离心泵低电流运行时间，并判断所述低电流运行时间是否长于第一时间间隔；
若是，进行步骤S5；若否，重复步骤S4；
S5：停止所述离心泵，记录停泵时间；
S6：判断所述停泵时间是否长于第二时间间隔；
若是，进行步骤S7，若否，重复步骤S6；
S7：记录启停次数，判断所述启停次数是否大于启停次数限值；
若是，停止所述离心泵；若否，重启所述离心泵，回到所述步骤S1。
优选地，所述离心泵的电流通过连接变频器的可编程逻辑控制器采集。
优选地，所述步骤S7还包括：
判断液位高度，当所述液位高度低于液位限值时，停止所述离心泵并发送报警信号至外部处理中心。
优选地，所述液位高度通过浮球阀或液位计采集。
优选地，所述第一时间间隔为1分钟。
优选地，所述第二时间间隔为5分钟。
优选地，所述启停次数限值不大于3次。
一种空转保护装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述读写处理程序被所述处理器执行时实现上述离心泵空转保护方法的步骤。
一种具有离心泵空转保护功能的边缘网关，包括：
通信接口，连接离心泵的控制器和离心泵的出口压力检测装置并接收所述离心泵的电流数据和出口压力值，并发送报警信号至外部处理中心；
处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述离心泵空转保护方法的步骤。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1、通过设置压力检测装置和电流检测装置有效地通过排水压力和电流值判断离心泵的实际工作状况，准确度高；
2、可以与现有技术相结合进一步提高无水状况的判断准确度；
3、采用边缘网关设备对采集到的数据进行分析处理，避免了网络环境对设备监测的影响；
4、通过可编程逻辑控制器完成数据的采集和传输，无需增加设备，提高系统可靠性，降低成本。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明包括
一种离心泵空转保护方法，适用于在计算设备中执行，如图1所示，包括：
S1：检测离心泵出口压力，并判断出口压力是否小于压力下限值；
若是，进行步骤S2；若否，重复步骤S1；
具体地，通过在离心泵的出口处设置压力检测装置能够有效检测出离心泵的排水压力，当该处的排水压力过小时，即表明离心泵可能处于空转状态。通常情况下，压力下限值被设定为离心泵以最低功率运行时的排水压力值，当压力检测装置读数低于离心泵以最低功率运行时的排水压力值，可认为排水压力值明显过低，以提高判断的准确度。
S2：提高离心泵的供电频率至预定供电频率，重新检测离心泵出口压力，并判断出口压力是否小于压力下限值；
若是，进行步骤S3；若否，回到步骤S1；
S3：检测离心泵的电流，并判断电流是否小于电流下限值；
若是，进行步骤S4；若否，回到步骤S1；
具体地，当离心泵工作时，随着负载增大电流值也随之增大，当电流值明显过低时，可以认为离心泵处于无负载空转状态。通常情况下，电流下限值被设定为变频器启动至离心泵刚开始运转时的电流值，如测得的电流值小于变频器启动至离心泵刚开始运转时的电流值，可以认为当前离心泵的电流值明显过低，离心泵处于无负载空转状态。
进一步地，通过提升变频器的频率至预定供电频率，可以避免离心泵功率较低时导致的误判，提高判断的准确度。
S4：记录离心泵低电流运行时间，并判断低电流运行时间是否长于第一时间间隔；
若是，进行步骤S5；若否，重复步骤S4；
具体地，离心泵在工作过程中可能出现因为变频器刚启动导致的低电流状况或是短暂的无水空转过程，通过设置第一时间间隔可以排除因为该类情况导致离心泵低电流运行，降低误报率。
S5：停止离心泵，记录停泵时间；
S6：判断停泵时间是否长于第二时间间隔；
若是，进行步骤S7；若否，重复步骤S6；
具体地，当离心泵停止后若快速启动可能对离心泵造成损伤，因此当停止离心泵后需要等待一段时间后重新启动离心泵。
S7：记录启停次数，判断启停次数是否大于启停次数限值；
若是，停止离心泵；若否，重启离心泵，回到步骤S1。
具体地，通过设置多次启停离心泵可以尝试通过启停离心泵排除相应故障，当多次启停后离心泵仍处于无水空转状态时，继续启停离心泵可能对系统整体产生不良影响，需要关闭离心泵并通知运维人员处理相应故障。
在一种较优的实施例中，离心泵的电流通过连接变频器的可编程逻辑控制器采集。
具体地，通过可编程逻辑控制器可以连接变频器直接采集输入离心泵的电流值，采集准确度高，可靠性好。
在一种较优的实施例中，步骤S7还包括：
判断液位高度，当液位高度低于液位限值时，停止所述离心泵并产生报警信号至处理中心。
在一种较优的实施例中，液位高度通过浮球阀或液位计采集。
具体地，本技术方案可以与现有技术中，通过在水池或储水舱中设置浮球阀与液位计检测离心泵进水水位的方法结合使用，有效提高对水位状态的判断准确度。
在一种较优的实施例中，第一时间间隔为1分钟。
具体地，根据实验结果表明，离心泵空转时间在1分钟以内对离心泵的影响较小，故将低电流运行时间的限值设置在1分钟左右可以在提高判断准确度的同时避免离心泵的损伤。
在一种较优的实施例中，第二时间间隔为5分钟。
具体地，根据实验结果表明，离心泵在停机之后频繁启动会造成故障，比如电机过热等问题，通过设置5分钟左右的停机间隔时间可以避免频繁启停对离心泵造成的影响。
在一种较优的实施例中，启停次数限值不大于3次。
具体地，当离心泵重启3次时仍存在故障，表明离心泵处于无水状态，且无法通过调整供水系统恢复供水，需要联系运维人员处理故障。
一种空转保护装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，读写处理程序被处理器执行时实现上述离心泵空转保护方法的步骤。
一种具有离心泵空转保护功能的边缘网关，包括：
通信接口，连接离心泵的控制器和离心泵的出口压力检测装置、接收离心泵的电流数据和出口压力值，并发送报警信号至外部处理中心；
处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序程序，计算机程序被处理器执行时实现上述离心泵空转保护方法的步骤。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1、通过设置压力检测装置和电流检测装置有效地通过排水压力和电流值判断离心泵的实际工作状况，准确度高；
2、可以与现有技术相结合进一步提高无水状况的判断准确度；
3、采用边缘网关设备对采集到的数据进行分析处理，避免了网络环境对设备监测的影响；
4、通过可编程逻辑控制器完成数据的采集和传输，无需增加设备，提高系统可靠性，降低成本。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种离心泵空转保护方法，适用于在计算设备中执行，包括：
S1：检测离心泵出口压力，并判断所述出口压力是否小于压力下限值；
若是，进行步骤S2；若否，重复步骤S1；
S2：提高所述离心泵的供电频率至预定供电频率，重新检测所述离心泵出口压力，并判断所述出口压力是否小于所述压力下限值；
若是，进行步骤S3；若否，回到所述步骤S1；
S3：检测所述离心泵的电流，并判断所述电流是否小于电流下限值，所述电流下限值被设定为变频器启动至所述离心泵刚开始运转时的电流值；
若是，进行步骤S4；若否，回到所述步骤S1；
S4：记录所述离心泵低电流运行时间，并判断所述低电流运行时间是否长于第一时间间隔；
若是，进行步骤S5；若否，重复步骤S4；
S5：停止所述离心泵，记录停泵时间；
S6：判断所述停泵时间是否长于第二时间间隔；
若是，进行步骤S7；若否，重复步骤S6；
S7：记录启停次数，判断所述启停次数是否大于启停次数限值；
若是，停止所述离心泵；若否，重启所述离心泵，回到所述步骤S1。
2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述离心泵的电流通过连接变频器的可编程逻辑控制器采集。
3.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述步骤S7还包括：
判断液位高度，当所述液位高度低于液位限值时，停止所述离心泵并发送报警信号至外部处理中心。
4.根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于，所述液位高度通过浮球阀或液位计采集。
5.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述第一时间间隔为1分钟。
6.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述第二时间间隔为5分钟。
7.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述启停次数限值不大于3次。
8.一种空转保护装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
9.一种具有离心泵空转保护功能的边缘网关，其特征在于，包括：
通信接口，连接离心泵的控制器和离心泵的出口压力检测装置、接收所述离心泵的电流数据和出口压力值并发送报警信号至外部处理中心；
处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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