一种水力泵站用智能控制系统的制作方法

本发明涉及水力泵站控制，具体为一种水力泵站用智能控制系统。

背景技术：

1、在水力工程中，水力泵站是将水从低处抽送到高处或者提升水压至需要的水平的重要设备。现有的水力泵站通常采用传统的手动操作控制方式进行管理，存在人为误操作、运行效率低下、泵站安全风险大等问题。

2、而一些较为先进的水力泵站通常采用自动控制系统来实现管理的自动化，但现有泵站的控制系统通常具有针对性，无法实现对多个水力泵站之间的数据整合和共享，限制了管理较差的泵站管理的提升和优化，同时缺乏远程监控和控制功能，无法根据实际需求调整泵站的运行状态，导致能源浪费和运行成本的增加

3、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有泵站的控制系统通常具有针对性，无法实现对多个水力泵站之间的数据整合和共享，限制了管理较差的泵站管理的提升和优化的问题，而提出一种水力泵站用智能控制系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种水力泵站用智能控制系统，包括：

4、收集单元，用于通过布置在泵站各关键位置的传感器，实时获取泵站的运行状态和环境信息；

5、分析单元，用于收集单元传输的数据，并进行一级分析和二级分析，得出泵站运行状态的准确反馈；

6、数据平台，用于接收分析单元分析的数据，从而对不同泵站的数据进行存储比对；

7、获取分析模块中对泵站的一级分析记录的异常数据及警示信令并向远程控制单元进行发送；

8、同时获取分析模块中对泵站的二级分析得到的运行影响值yyz，对不同泵站通过泵站的唯一标识符或其他关键字段进行数据关联和合并通过若干个泵站运行影响值yyz大小对泵站的运行状态评分进行排序；

9、同时获取不同泵站相关数据，具体的泵站相关数据包括运行数据、故障记录、维护策略及节能措施；

10、将前50％运行状态评分的泵站的相关数据向排名为后50％的泵站进行共享，其中共享运行数据帮助排名为后50％的泵站了解优秀泵站的运行状态和性能表现；故障记录以帮助排名靠后的泵站识别常见故障模式，提高故障处理的效率和准确性；维护策略为排名为后50％的泵站提供参考，帮助其制定和优化自己的维护计划；节能措施经验以帮助排名为后50％的泵站改善能耗效率，降低运行成本；

11、数据权限管理单元，用于对数据平台中的数据进行权限管理，避免数据的泄露；

12、远程控制单元，用于接收数据平台传输过来的警示信令并进行远程预警。

13、进一步的，所述收集单元进行数据收集的具体操作步骤如下：

14、将流量传感器和压力传感器应安装在进口管道和出口管道上，以获得泵的流量和压力数据；

15、温度传感器应安装在泵站的关键部位，即泵体、轴承及外壳体位置，以监测设备的温度数据，其中温度传感器设置若干个，以提高温度监测的精准度；

16、液位传感器应安装在水池或水箱中，以检测水位高度数据；

17、振动传感器应安装在泵站的关键部件上，即泵体、电机及外壳体区域，以检测设备的振动及震频数据；

18、电流传感器应安装在电源线路上，以检测泵的电流变化数据；

19、润滑油传感器应安装在润滑系统中，以监测润滑油的液位数据。

20、进一步的，所述分析单元中一级分析和二级分析的具体操作步骤如下：

21、一级分析的具体步骤包括：

22、将获取的泵流量和压力、设备温度、水位高度、设备震频、电流变化及润滑油液位分别与预设的流量区间、压力区间、设备温度区间、水位高度区间、设备震频区间、电流浮动区间及润滑油液位区间进行比对，当出现存在收集的数据不在预设区间范围内时，则定位至异常数据并记录同时生成警示信令；

23、二级分析的具体步骤包括：

24、将关于泵的收集数据汇总，具体的包括泵的流量、压力、温度、震频及电流；

25、获取泵的流量、压力、温度、震频及电流常值，并分别计算与监测的实际值计算偏差值，并分别得到流量偏差值、压力偏差值、温度偏差值、震频偏差值及电流偏差值，分析计算得到状影值，并标定为caz；

26、再将获取的环境相关数据进行汇总，具体的包括：轴承温度、外壳体温度、水位高度、电机震频、外壳体震频及润滑油液位；

27、将得到的轴承温度及外壳体温度分别与轴承温度常值及外壳体温度常值计算差值以得到轴温偏值及壳温常值，并以轴温偏值为底圆半径，壳温常值为高建立圆锥，并计算建立的圆锥体积，以此圆锥体积为温偏值并标定为wpz；

28、同样将电机震频及外壳体震频分别与预设的电机震频常值及外壳体震频常值计算差值以得到机震偏值及壳震偏值，再将得到机震偏值及壳震偏值分别以两个相交圆的半径建立两个交圆，预设圆心间距，其中圆心间距小于机震偏值及壳震偏值，计算两个相交圆区域的面积，以此面积定义为震偏值并标定为zpz；

29、将监测的水位高度及润滑油液位建立双曲线坐标图，以时间为横坐标，水位高度及润滑油液位为纵坐标，并在双曲线坐标图中分别标记水位上下限值线及润滑油液位上下限值线，记录水位高度及润滑油液位双曲线坐标图的双曲线超过水位上下限值线及润滑油液位上下限值线的次数，并计算两种超限次数和，以此次数和定义为超限值并标定为cxz；

30、分别将获取的状影值caz、温偏值wpz、震偏值zpz及超限值cxz归一化处理后代入以下公式：以得到运行影响值yyz，式中θ、ρ、σ分别为状影值caz预设权重系数、温偏值wpz预设权重系数、震偏值zpz预设权重系数及超限值cxz预设权重系数，分别取值为1.221、1.356、0.985及1.002；其中计算得到的运行影响值yyz越大则整个泵站的运行状态评分越低，计算得到的运行影响值yyz越小则泵站运行状态评分状态越高。

31、进一步的，所述数据权限管理单元对数据进行权限管理的具体操作步骤如下：

32、首先将每个泵站管理人员终端进行标记，并给予泵站管理人员终端数据传输的权限，同时在管理人员终端中预设验证程序，对管理人员的身份进行验证，通过已完成验证的权限人共同审核添加或删除权限人的要求；

33、制定权限策略，根据对数据分类和标记的结果，制定相应的权限策略，权限策略包括哪些权限人能够访问、修改或分享哪些数据以及操作权限的详细规定，其中管理员拥有最高权限，只能由特定团队访问的数据设置仅限于该团队的权限；

34、建立监控和审核机制，通过日志记录及审计功能持续跟踪数据的访问和使用情况，及时检测和回应异常操作或未经授权的访问行为；

35、对于排名为后50％的泵站管理人员在需要获取排名为前50％的泵站相关数据时，需要经过提供泵站相关数据的泵站管理人员终端的权限人的同意，避免数据的泄露。

36、进一步的，所述远程控制单元进行远程预警的具体操作步骤如下：

37、警示通知：向相关人员终端发送警示通知，包括泵站运维人员、管理人员，警示通知，还包括分析单元记录的具体的异常数据及具体的位置，提醒相关人员注意异常情况及时到达异常数据发送的异常区域巡检；

38、数据异常记录：对异常数据进行记录，包括异常发生的时间、具体数值以及所属设备的信息，并分析每个所属设备出现异常的频率，当频率超过预设值时，则对此区域进行标记；

39、自动停机：自动触发停机操作，将相关泵站异常设备停止运行，以避免进一步损坏或事故发生；

40、报警信号传递：将异常信号传递给警报系统，触发声光警报器或其他警报装置，以提醒现场人员注意异常情况；

41、远程调整参数：在远程控制模块支持的情况下，进行远程调整相关参数，尝试恢复正常运行状态或降低异常情况的影响。

42、进一步的，所述远程调整参数具体的调节逻辑包括：

43、当检测到流量和压力异常时，当流量过高，通过调整泵站的出口阀门或调节泵的运行速度来降低流量，当流量过低，增加泵的运行速度或调整进口阀门来提高流量；当压力异常，通过调整泵站的出口阀门、调节泵的运行速度或调整泵站的管网配置来调节压力，使调节的流量及压力达到预设的流量区间及压力区间之内；

44、当设备温度异常时，温度过高，减小负载或提高冷却系统的效果，即增加冷却水流量、提高冷却风扇的运行功率；对于设备温度过低，检查加热系统的工作情况，加大供热功率或检查加热元件的损坏情况，通过调节使监测的温度位于设备温度区间范围内；

45、当水位高度异常时，水位过高，降低进水口的阀门开度或增加排水口的开度，以减少进水量或提高排水速度；水位过低，增加进水口的阀门开度或减小排水口的开度，以增加进水量或减少排水速度；通过对水位的调节使水位高度位于预设的水位高度区间范围内；

46、当设备震频异常时，震频异常表明设备存在失衡、松动或故障问题，远程调整参数包括减小设备负载及调整转速；通过远程调节使设备震频位于预设的设备震频区间范围内；

47、当电流变化异常时，对于电流异常，通过调整电机的运行速度或电压来控制电流，当电流过大，降低运行速度或增加负载；当电流过小，增加运行速度或检查供电系统的稳定性；通过调节使监测的电流位于预设的电流浮动区间范围内；

48、当润滑油液位异常时，自动检查润滑系统的回油管路、油泵工作状态，并及时采取相应措施，排除冲洗系统的堵塞；对于润滑油液位过低，确定油箱中的润滑油量，并自动添加润滑油，通过调节使润滑油液位位于润滑油液位区间范围内。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

50、(1)本发明，通过对多个泵站的相关数据进行上传，分析不同泵站的运行状态评分，并将排名靠前的泵站数据对排名靠后的泵站进行数据共享，从而使位于系统中的泵站的运行控制不断优化，同时也有利于多个泵站的整合管理，降低了人工成本；

51、(2)本发明，可有效实现对泵站的运行数据远程监测，并通过异常数据进行远程控制调节，有利提高泵站的管理及响应效率，及时止损，也能进一步降低泵站的管理成本。