CN116498536B - 一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，涉及水泵机组启停控制技术领域，解决了水泵机组工作效率低的技术问题；通过数据采集模块接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；并将环境参数、状态参数以及水位值发送至数据处理模块；数据处理模块获取环境参数和状态参数，根据环境参数和状态参数获取工作指数；数据处理模块设定工作指数区间；判断工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至智能控制模块；数据处理模块接收水位值，将水位值与目标水位值进行比较，当水位值大于或等于目标水位值时，数据处理模块发送停机信号至智能控制模块和数据采集模块；提高了水泵机组的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于机械应用领域，涉及水泵机组启停控制技术，具体是一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统。
背景技术
水泵机组是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。在造船、石油开采、载重机等方面广泛应用。2008年船舶产量达到15000吨，载重吨数量占世界市场的21％，到2017年底已成为世界第一造船大国。为了保证船的正常航行或系泊，满足船员和旅客的生活需要，每条船都要配有一定数量的、能起相应作用的水泵机组，水泵机组是重要的辅机之一。
在现有的水泵机组运行监测过程中，当某一项参数出现异常时，水泵机组立即停止工作，这样极大地影响了水泵机组的工作效率。为此，提出一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，该一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统解决了现有的水泵机组工作效率低的问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能控制模块；
所述数据采集模块用于接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；其中，所述环境参数包括温度值；所述状态参数包括压力值和电流值；
并将所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值发送至所述数据处理模块；
所述数据处理模块用于获取环境参数和状态参数，根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数；
所述数据处理模块设定工作指数区间；其中，工作指数区间包括加速工作指数区间、正常工作指数区间以及减速工作指数区间；
判断所述工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至所述智能控制模块；
所述数据处理模块接收所述水位值，将所述水位值与目标水位值进行比较，当所述水位值大于或等于目标水位值时，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块和所述数据采集模块；
所述智能控制模块用于控制水泵机组的启停和转速。
优选的，所述数据采集模块通过周期性采集的方式获取环境参数、状态参数以及水位值；
环境参数、状态参数以及水位值的采集周期由所述数据采集模块进行设定；
将环境参数和状态参数的采集周期标记为T1，采集周期的编号标记为n，n的取值为1,2,3,……N，N为环境参数和状态参数的总采集次数；
将水位值的采集周期标记为T2，采集周期的编号标记为i，i的取值为1,2,3,……I，I为水位值的总采集次数；
其中，T1和T2均为大于0的整数，且T1大于T2。
优选的，所述数据处理模块根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数，包括以下步骤：
所述数据处理模块接收所述环境参数和所述状态参数，并将所述温度值、所述压力值以及所述电流值分别标记为Tn、Pn以及In；
所述数据处理模块根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数，将所述工作指数标记为GZn；
所述工作指数的计算公式为：
GZn＝ln(αTn+βPn+γIn)；
其中，α、β以及γ分别温度值、压力值以及电流值的修正系数。
优选的，所述加速工作指数区间标记为A1[x1，x2]，所述正常工作指数区间标记为A2(x1，x2)，所述减速工作指数区间标记为A3[x3，x4]；
其中，x1＜x2＜x3＜x4。
优选的，判断所述工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至所述智能控制模块，包括以下步骤：
当所述工作指数属于加速工作指数区间，所述数据处理模块发送加速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述加速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的M倍；其中，M为大于1的整数；
当所述工作指数属于正常工作指数区间，所述数据处理模块不做其他处理；
当所述工作指数属于减速工作指数区间，所述数据处理模块发送减速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述减速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的(1/M)倍；
当所述作指数不属于工作指数区间，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块；所述智能控制模块接收停机信号后，控制水泵机组进行关闭，并发送预警信号至技术员智能终端，通知其来现场进行维护，维护完毕后，重新发送启动信号至所述智能控制模块和所述数据采集模块。
优选的，所述数据采集模块接收所述停机信号后，停止采集环境参数、状态参数以及水位值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过数据采集模块接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；并将环境参数、状态参数以及水位值发送至数据处理模块；数据处理模块获取环境参数和状态参数，根据环境参数和状态参数获取工作指数；数据处理模块设定工作指数区间；判断工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至智能控制模块；数据处理模块接收水位值，将水位值与目标水位值进行比较，当水位值大于或等于目标水位值时，数据处理模块发送停机信号至智能控制模块和数据采集模块；智能控制模块控制根据接收的信号水泵机组的启停和转速；避免出现某一项参数异常导致水泵机组停止工作的现象，提高了水泵机组的工作效率。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能控制模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
所述数据采集模块用于接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；其中，所述环境参数包括温度值；所述状态参数包括压力值和电流值；
并将所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值发送至所述数据处理模块；
具体地，所述启动信号由技术员通过智能终端发出；其中，所述智能终端包括智能手机和电脑等智能设备；
本实施例中，所述数据采集模块通过周期性采集的方式获取环境参数、状态参数以及水位值；
环境参数、状态参数以及水位值的采集周期由所述数据采集模块进行设定；
将环境参数和状态参数的采集周期标记为T1，采集周期的编号标记为n，n的取值为1,2,3,……N，N为环境参数和状态参数的总采集次数；
将水位值的采集周期标记为T2，采集周期的编号标记为i，i的取值为1,2,3,……I，I为水位值的总采集次数；
具体地，T1和T2均为大于0的整数，且T1大于T2；
具体地，所述温度值通过温度采集装置获取；所述温度采集装置包括温度传感器；
所述压力值通过压力采集装置获取；所述压力采集装置包括压力传感器；
所述电流值通过电流采集装置获取；所述电流采集装置包括电流表；
所述水位值通过水位采集装置获取；所述水位采集装置包括水位传感器；
本实施例中，所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值均为水泵机组在工作时采集的参数。
所述数据处理模块用于接收所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值，并对所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值进行处理；
本实施例中，所述数据处理模块对所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值进行处理，包括以下步骤：
所述数据处理模块接收所述环境参数和所述状态参数，并将所述温度值、所述压力值以及所述电流值分别标记为Tn、Pn以及In；
所述数据处理模块根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数，将所述工作指数标记为GZn；
所述工作指数的计算公式为：
GZn＝ln(αTn+βPn+γIn)；
其中，α、β以及γ分别温度值、压力值以及电流值的修正系数；
所述数据处理模块设定工作指数区间；其中，工作指数区间包括加速工作指数区间、正常工作指数区间以及减速工作指数区间；将所述加速工作指数区间标记为A1[x1，x2]，所述正常工作指数区间标记为A2(x1，x2)，所述减速工作指数区间标记为A3[x3，x4]；其中，x1＜x2＜x3＜x4；
判断所述工作指数属于何种工作指数区间；
当所述工作指数属于加速工作指数区间，所述数据处理模块发送加速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述加速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的M倍；其中，M为大于1的整数；
当所述工作指数属于正常工作指数区间，所述数据处理模块不做其他处理；需要进一步说明的是，当所述工作指数属于正常工作指数区间即说明水泵机组的各项参数属于正常工作状态，无需改变转速；
当所述工作指数属于减速工作指数区间，所述数据处理模块发送减速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述减速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的(1/M)倍；
当所述作指数不属于工作指数区间，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块；所述智能控制模块接收停机信号后，控制水泵机组进行关闭，并发送预警信号至技术员智能终端，通知其来现场进行维护，维护完毕后，重新发送启动信号至所述智能控制模块；
需要进一步说明的是，水泵机组在开始时，以正常转速进行工作；
所述数据处理模块接收所述水位值；
所述数据处理模块获取目标水位值；需要进一步说明的是，目标水位值为本次工作完成的标准值，数据采集模块获取的水位值即为实际水位值，当实际的水位值达到目标水位值时，即标志本次工作结束；
将所述水位值与目标水位值进行比较，当所述水位值大于或等于目标水位值时，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块和所述数据采集模块；
所述数据采集模块接收所述停机信号后，停止采集环境参数、状态参数以及水位值。
所述智能控制模块用于控制水泵机组的启停和转速；
本实施例中，所述智能控制模块控制水泵机组的启停和转速，包括以下步骤：
所述智能控制模块接收启动信号后，控制水泵机组开始运行；
所述智能控制模块接收停机信号后，控制水泵机组进行关闭；
所述智能控制模块接收加速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的M倍
所述智能控制模块接收减速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的(1/M)倍。
本实施例中，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
所述数据处理模块与所述智能控制模块通信和/或电气连接。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：
数据采集模块接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；并将环境参数、状态参数以及水位值发送至数据处理模块；
数据处理模块获取环境参数和状态参数，根据环境参数和状态参数获取工作指数；数据处理模块设定工作指数区间；判断工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至智能控制模块；
数据处理模块接收水位值，将水位值与目标水位值进行比较，当水位值大于或等于目标水位值时，数据处理模块发送停机信号至智能控制模块和数据采集模块；
智能控制模块控制根据接收的信号水泵机组的启停和转速。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (4)
1.一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据处理模块以及智能控制模块；
所述数据采集模块用于接收启动信号后，获取水泵机组的环境参数、状态参数以及水位值；其中，所述环境参数包括温度值；所述状态参数包括压力值和电流值；
并将所述环境参数、所述状态参数以及所述水位值发送至所述数据处理模块；
所述数据采集模块通过周期性采集的方式获取环境参数、状态参数以及水位值；
环境参数、状态参数以及水位值的采集周期由所述数据采集模块进行设定；
将环境参数和状态参数的采集周期标记为T1，采集周期的编号标记为n，n的取值为1,2,3,……N，N为环境参数和状态参数的总采集次数；
将水位值的采集周期标记为T2，采集周期的编号标记为i，i的取值为1,2,3,……I，I为水位值的总采集次数；
其中，T1和T2均为大于0的整数，且T1大于T2；
所述数据处理模块用于获取环境参数和状态参数，根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数；
所述数据处理模块根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数，包括以下步骤：
所述数据处理模块接收所述环境参数和所述状态参数，并将所述温度值、所述压力值以及所述电流值分别标记为Tn、Pn以及In；
所述数据处理模块根据所述环境参数和所述状态参数获取工作指数，将所述工作指数标记为GZn；
所述工作指数的计算公式为：
GZn＝ln(αTn+βPn+γIn)；
其中，α、β以及γ分别温度值、压力值以及电流值的修正系数；
所述数据处理模块设定工作指数区间；其中，工作指数区间包括加速工作指数区间、正常工作指数区间以及减速工作指数区间；
判断所述工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至所述智能控制模块；
所述数据处理模块接收所述水位值，将所述水位值与目标水位值进行比较，当所述水位值大于或等于目标水位值时，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块和所述数据采集模块；
所述智能控制模块用于控制水泵机组的启停和转速。
2.根据权利要求1所述的一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，其特征在于，所述加速工作指数区间标记为A1[x1，x2]，所述正常工作指数区间标记为A2(x1，x2)，所述减速工作指数区间标记为A3[x3，x4]；
其中，x1＜x2＜x3＜x4。
3.根据权利要求1所述的一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，其特征在于，判断所述工作指数属于的工作指数区间，获取不同的信号并发送至所述智能控制模块，包括以下步骤：
当所述工作指数属于加速工作指数区间，所述数据处理模块发送加速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述加速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的M倍；其中，M为大于1的整数；
当所述工作指数属于正常工作指数区间，所述数据处理模块不做其他处理；
当所述工作指数属于减速工作指数区间，所述数据处理模块发送减速信号至所述智能控制模块，所述智能控制模块接收所述减速信号后，将水泵机组的转速调整为原来转速的1/M倍；
当所述工作指数不属于工作指数区间，所述数据处理模块发送停机信号至所述智能控制模块；所述智能控制模块接收停机信号后，控制水泵机组进行关闭，并发送预警信号至技术员智能终端，通知其来现场进行维护，维护完毕后，重新发送启动信号至所述智能控制模块和所述数据采集模块。
4.根据权利要求1所述的一种具有多参数保护功能的水泵机组智能启停控制系统，其特征在于，所述数据采集模块接收所述停机信号后，停止采集环境参数、状态参数以及水位值。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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