CN114689308A - 止回阀故障检测装置及止回阀故障检测方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种止回阀故障检测装置及止回阀故障检测方法。根据本公开的实施例，止回阀故障检测方法可以包括：检测与止回阀相连的电机的状态；响应于检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度；以及在所述电机的速度小于零时，确定止回阀发生故障。根据本公开的实施例，可以在不对电机所在系统的正常运行造成影响的情况下，检测止回阀的故障，而且无需增加额外的成本来实现故障的检测，可以自动地、及时地检测止回阀的故障。

Description

止回阀故障检测装置及止回阀故障检测方法

技术领域

本公开一般地涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种止回阀故障检测装置和止回阀故障检测方法。

背景技术

通过泵向外输出高压液体的许多电气设备为了防止电机运行期间的反向回流，会在泵外侧加装止回阀。例如，在二次供水系统中，与电机相连的止回阀可以防止泵出的高压水回流对泵叶轮造成的影响。在供水系统运行期间，当泵由于某种原因突然停止运行时，泵内的压力将消失。泵出口处的高压水将反向流向泵。当在泵出口装有止回阀时，止回阀立即关闭，可以防止高压水回流到泵内。

如果止回阀发生故障，则高压水将倒流到泵内，使得泵的电机反向运行。通常，止回阀故障很难检测，因为它不会影响二次供水系统的正常运行，尤其是在级联控制的二次供水系统中。因此，当二次供水系统中的止回阀出现故障而没有自动检测到该故障并进行警告时，将浪费更多能量以维持水压和流量。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种止回阀故障检测装置和止回阀故障检测方法，以至少部分地抑制或解决上述问题。

根据本公开的一方面，提供了一种止回阀故障检测方法，包括：检测与止回阀相连的电机的状态；响应于检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度；以及在所述电机的速度小于零时，确定止回阀发生故障。

在此，对处于自由停车状态的电机的速度进行检测。如果其速度小于零，这意味着电机反向运行，也即，与电机相连的止回阀发生故障。于是，可以确定止回阀故障。因此，可以自动地检测止回阀的故障。

由于仅针对处于自由停车状态的电机进行速度检测，从而检测与之相连的止回阀是否发生故障，因此不会对电机所在系统的正常运行造成影响。

在此，可以通过例如信号处理器之类的处理器使用算法或者软件来检测止回阀的故障，所以无需增加额外的成本来实现。

根据本公开的实施例，止回阀故障检测方法还包括：

在确定止回阀发生故障时，发出警报。

因此，可以在止回阀故障时发出警报，以提醒用户及时进行检测维修。

根据本公开的实施例，检测所述电机的速度包括通过以下操作来检测所述电机的速度：向所述电机发送启动命令；针对电机的速度进行搜索，直到搜索到电机的速度；以及读取搜索到的电机的速度。

根据本公开的实施例，止回阀故障检测方法还包括：在读取搜索到电机的速度之后，向所述电机发送自由停车命令。

由此，使得响应于启动命令而启动的电机恢复停机状态。

根据本公开的实施例，所述电机状态检测方法被配置为周期性地启动。

由此，通过适当地设置该周期，可以及时准确地检测止回阀的故障，从而节省电机所在系统的维护成本。

根据本公开的实施例，检测与止回阀相连的电机的状态包括：读取与所述电机相连的变频器的状态字或者通过与电机相连的传感器来确定所述电机的状态。

根据本公开的实施例，所述止回阀故障检测方法由与所述电机相连的变频器执行。

因此，可以通过变频器中的控制器，利用变频器对电机进行速度扫描，实现对止回阀故障的检测，所以无需增加额外的成本来实现止回阀故障检测装置。

利用根据本申请的止回阀故障检测方法，可以自动地、及时地检测止回阀的故障，从而可以节省止回阀所在系统的能耗，并保证系统的稳定可靠的运行。

根据本公开的另一方面，提供了一种止回阀故障检测装置，包括：电机状态检测模块，用于检测与止回阀相连的电机的状态；电机速度检测模块，用于响应于电机状态检测模块检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度；以及故障确定模块，用于在所述电机速度检测模块检测到所述电机的速度小于零时，确定止回阀发生故障。

根据本公开的实施例，所述止回阀故障检测装置还包括警报模块，用于在故障确定模块确定止回阀发生故障时，发出警报。

根据本公开的实施例，所述电机速度检测模块被配置为通过以下操作来检测所述电机的速度：向所述电机发送启动命令；针对电机的速度进行搜索，直到搜索到电机的速度；以及读取搜索到的电机的速度。

根据本公开的实施例，所述电机速度检测模块还被配置为：在读取搜索到电机的速度之后，向所述电机发送自由停车命令。

根据本公开的实施例，所述电机状态检测模块被配置为周期性地启动以检测电机的状态。

根据本公开的实施例，所述电机状态检测模块被配置为读取与所述电机相连的变频器的状态字或者通过与电机相连的传感器来检测所述电机的状态。

根据本公开的实施例，所述止回阀故障检测装置位于与所述电机相连的变频器中。

如上所述，本公开所提出的方案成本低，可以自动地、周期性地运行，有效、可靠。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是示出了根据本公开实施例的二次供水系统中水泵及其止回阀系统工作示意图；

图2是示出了根据本公开实施例的止回阀故障检测装置的示意框图；以及

图3是示出了根据本公开实施例的止回阀故障检测方法的流程图。

贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在本公开中，以二次供水系统为例，描述止回阀故障检测方案。图1是示出了根据本公开实施例的二次供水系统中水泵及其止回阀系统工作示意图。

如图1所示，示意性的二次供水系统包括并联工作的三台泵。每个泵均在出口处安装有止回阀。图1(a)示出了第一台泵工作而其他泵停机。当只有一台泵工作时，其他处于停机状态的泵的止回阀将确保水不会从输出管流到泵。但是，如果如图1(b)所示，第二台泵的止回阀损坏，则会在第一台泵和第二台泵之间形成一个回路，水会从第二台泵的止回阀倒流回第二台泵，因此输出管上的压力会降低。为了保持输出管上的压力，在图1(c)中，远程控制器(例如，可编程逻辑控制器PLC)在检测到输出管上的压力不足时，将启动一个新的泵，这将浪费能源。

如图1(b)所示，与发生故障的止回阀相关的泵的电机会反向运行。因此，通过检测电机的速度，在检测到电机的速度小于零，即电机反向运行时，可以确定止回阀发生故障。

本公开根据以上原理来设计检测方案。于是，可以实现对止回阀故障的自动检测，节省能源。

图2是示出了根据本公开实施例的止回阀故障检测装置的示意框图。

如图2所示，根据该实施例的止回阀故障装置200可以包括电机状态检测模块210、电机速度检测模块220、故障确定模块230。

电机状态检测模块210用于检测与止回阀相连的电机的状态。电机状态检测模块210可以以多个方式来实现。例如，与所述电机相连的变频器通常存储有表示电机的状态的状态字，每次变频器向电机发送完指令，都会存储电机此时对应的状态，例如变频器向电机发送启动指令，则会存储表示电机启动的状态字，这时，变频器默认电机正在转动。于是，电机状态检测模块210可以通过简单地读取变频器的状态字来检测所述电机的状态。当然，本公开不限于通过读取变频器的状态字来检测电机的状态。例如，还可以通过与电机相连的传感器/编码器来感测电机当前的状态。

电机速度检测模块220用于响应于电机状态检测模块210检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度。根据本申请的实施例，仅针对处于自由停车状态的电机的速度进行检测，从而检测与之相连的止回阀是否发生故障，因此不会对电机所在系统的正常运行造成影响。

故障确定模块230用于在电机速度检测模块220检测到的电机的速度小于零时，确定发生了止回阀故障。因此，根据本公开实施例的止回阀故障检测装置可以自动地检测止回阀的故障。

根据本公开的实施例，止回阀故障装置200还可以包括警报模块240，用于响应于电机速度检测模块220检测到的电机的速度小于零，即，在故障确定模块230确定发生止回阀故障时，发出警报。根据本公开的实施例，可以由警报模块240向例如与电机相连的变频器的控制面板发出故障信号，然后通过例如变频器上的指示灯的闪烁、控制面板上的屏幕显示、发出警报音之类的方式，通过变频器来发出止回阀发生故障的警报。变频器的输出端还可以被配置为将(例如，高电平的)故障信号发送给远程控制器(例如可编程逻辑控制器PLC)，由远程控制器通过各种方式发出止回阀发生故障的警报，提醒用户及时进行检测。

根据本公开的实施例，电机速度检测模块220被配置为通过以下操作检测所述电机的速度：向电机发送启动命令；针对电机的速度进行搜索(例如，利用频率扫描的方式)，直到搜索到电机的速度；以及读取搜索到的电机的速度。

上述速度扫描方式可以例如通过飞车启动功能来实现。

根据本公开的实施例，可以通过上述的速度扫描的方式来精确地检测电机的速度。当然，本公开不限于通过上述方式检测电机的速度。例如，还可以通过与电机相连的编码器来感测电机的速度。

根据本公开的实施例，电机速度检测模块220还被配置为：在读取搜索到电机的速度之后，向所述电机发送自由停车命令。

因此，使得响应于启动命令而启动的电机恢复停机状态。

根据本公开的实施例，电机状态检测模块210被配置为周期性地启动以检测电机的状态。

通过适当地设置该周期，可以及时准确地检测止回阀的故障，从而节省电机所在系统的维护成本。

根据本公开的实施例，止回阀故障检测装置200可以位于与电机相连的变频器中。因此，可以通过变频器中的控制器，利用变频器对电机进行速度扫描，实现对止回阀故障的检测，所以无需增加额外的成本来实现止回阀故障检测装置。

根据本公开的实施例，变频器可以位于二次供水系统中。因此，根据本公开实施例的止回阀故障检测装置200可以用于检测二次供水系统中的止回阀的故障。利用根据本申请的止回阀故障检测装置，可以自动地、及时地检测止回阀的故障，从而可以节省二次供水系统的能耗，并保证二次供水系统的稳定可靠的运行。

当然，根据本公开实施例的止回阀故障检测装置200不仅可以用于检测二次供水系统中的止回阀的故障，也可以用于其他需要检测止回阀故障的系统中。

如根据图1所示，二次供水系统可以包括至少两个并联的电机以及分别与所述至少两个并联的电机相连的止回阀。如图1(b)所示，如果发生故障的止回阀相关的泵的电机反向运行，根据本公开实施例的止回阀故障检测装置可以检测到止回阀发生故障，通过警报模块向用户发出警示，从而能够避免由于止回阀的故障而导致为了维持电机所在的系统正常工作而启动额外电机造成的能量浪费。根据本公开实施例的止回阀故障检测装置能够自动地、及时地检测止回阀的故障，从而可以节省二次供水系统的能耗，并保证二次供水系统的稳定可靠的运行。

根据本公开实施例的止回阀故障检测装置200可以是能够运行可执行代码的各种装置或器件，例如可编程器件如现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器(μP)或微控制单元(MCU)等。可执行代码可以固化到止回阀故障检测装置200中，或者可以从外部加载到止回阀故障检测装置200中。根据备选实施例，止回阀故障检测装置200可以是用于执行所需功能的可执行代码，可执行代码加载到变频器的控制器中，使得在由变频器的控制器执行时执行相应的功能。

另外，止回阀故障检测装置200还可以例如包括显示装置，例如液晶显示面板，用以显示检测结果。根据备选实施例，止回阀故障检测装置200也可以不包括显示装置，警报模块240可以被配置为向变频器的控制面板发出故障信号，通过例如变频器上的指示灯的闪烁、控制面板的屏幕显示、发出警报音之类的方式，发出止回阀发生故障的警报。

图3是示出了根据本公开实施例的止回阀故障检测方法300的流程图。

如图3所示，根据该实施例的止回阀故障检测方法300可以包括：在步骤310，检测与止回阀相连的电机的状态。根据本公开的实施例，可以通过简单地读取与所述电机相连的变频器的状态字来检测电机的状态。当然，本公开不限于通过读取变频器的状态字来检测电机的状态。例如，还可以通过与电机相连的传感器/编码器来感测电机当前的状态。

在步骤320，响应于检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度。

根据本公开的实施例，可以通过速度扫描的方式来检测所述电机的速度。在该示例中，步骤320包括：步骤3210，向所述电机发送启动命令；步骤3220，利用频率扫描的方式针对电机的速度进行搜索，直到搜索到电机的速度；以及步骤3230，读取搜索到的电机的速度。当然，本公开不限于通过上述方式检测电机的速度。例如，还可以通过与电机相连的编码器来感测电机的速度。

如果步骤320检测到的电机的速度小于零，则意味着止回阀发生故障，从而该方法前进到步骤330，确定发生了止回阀故障。而如果步骤320检测到的电机的速度不小于零，则意味着止回阀未发生故障，从而该方法结束，等待下一个周期再次进行检测。如果系统中存在多个并联的电机且存在多个处于自由停车状态的电机，则根据本公开实施例的止回阀故障检测方法300可以针对每个处于自由停车状态的电机运行，检测相应止回阀是否故障。

根据本公开实施例，步骤320还包括步骤3240，向电机发送自由停车命令，以使得由于启动命令而启动的电机恢复停机状态。

根据本公开实施例，止回阀故障检测方法300还可以包括步骤340，响应于在步骤330中确定发生了止回阀故障，发出警报，以提醒用户及时进行检测和维修。

根据本公开实施例，止回阀故障检测方法300可以实现为用于执行所需功能的可执行代码，可执行代码加载到变频器的控制器中，使得在由变频器的控制器执行时执行相应的功能。

根据本公开实施例，止回阀故障检测方法300可以周期性地启动，从而自动地、周期性地运行，可以及时检测止回阀故障，能够避免由于止回阀的故障而导致为了维持电机所在的系统正常工作而启动额外电机造成的能量浪费。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (14)

1.一种止回阀故障检测方法，包括：

检测与止回阀相连的电机的状态；

响应于检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度；以及

在所述电机的速度小于零时，确定止回阀发生故障。

2.根据权利要求1所述的止回阀故障检测方法，进一步包括：

在确定止回阀发生故障时，发出警报。

3.根据权利要求1所述的止回阀故障检测方法，其中，检测所述电机的速度包括：

向所述电机发送启动命令；

针对电机的速度进行搜索，直到搜索到电机的速度；以及

读取搜索到的电机的速度。

4.根据权利要求3所述的止回阀故障检测方法，还包括：

在读取搜索到电机的速度之后，向所述电机发送自由停车命令。

5.根据权利要求1所述的止回阀故障检测方法，其中，所述电机状态检测方法被配置为周期性地启动。

6.根据权利要求1所述的止回阀故障检测方法，其中，检测与止回阀相连的电机的状态包括：读取与所述电机相连的变频器的状态字或者通过与电机相连的传感器来确定所述电机的状态。

7.根据权利要求1所述的止回阀故障检测方法，其中，所述止回阀故障检测方法由与所述电机相连的变频器执行。

8.一种止回阀故障检测装置，包括：

电机状态检测模块，用于检测与止回阀相连的电机的状态；

电机速度检测模块，用于响应于电机状态检测模块检测到电机处于自由停车状态，检测所述电机的速度；以及

故障确定模块，用于在所述电机速度检测模块检测到所述电机的速度小于零时，确定止回阀发生故障。

9.根据权利要求8所述的止回阀故障检测装置，进一步包括：

警报模块，用于在故障确定模块确定止回阀发生故障时，发出警报。

10.根据权利要求8所述的止回阀故障检测装置，其中所述电机速度检测模块被配置为通过以下操作检测所述电机的速度：

向所述电机发送启动命令；

针对电机的速度进行搜索，直到搜索到电机的速度；以及

读取搜索到的电机的速度。

11.根据权利要求10所述的止回阀故障检测装置，其中，所述电机速度检测模块还被配置为：

在读取搜索到电机的速度之后，向所述电机发送自由停车命令。

12.根据权利要求8所述的止回阀故障检测装置，其中，所述电机状态检测模块被配置为周期性地启动以检测电机的状态。

13.根据权利要求8所述的止回阀故障检测装置，其中，所述电机状态检测模块被配置为读取与所述电机相连的变频器的状态字或者通过与电机相连的传感器来检测所述电机的状态。

14.根据权利要求8所述的止回阀故障检测装置，其中，所述止回阀故障检测装置位于与所述电机相连的变频器中。

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