[发明专利]一种潜水电泵的智能化控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种潜水电泵的智能化控制系统，其特征在于，包括处理器、故障检测模块、物联采集模块、状态监测模块、故障预警模块、显示预警模块和数据存储模块；所述处理器分别与故障检测模块、物联采集模块、状态监测模块、故障预警模块、显示预警模块和数据存储模块通信连接；所述显示预警模块分别与数据存储模块和故障预警模块通信连接；所述物联采集模块与状态监测模块通信连接，所述故障检测模块分别与状态监测模块和故障预警模块通信连接；

所述物联采集模块与采集设备相连接，所述采集设备将采集到的工作数据发送至物联采集模块，所述物联采集模块分别将工作数据发送至状态监测模块和数据存储模块；所述采集设备包括流量计、温度传感器和噪声传感器；

所述故障检测模块根据监测曲线对潜水电泵的故障进行判断；

所述故障预警模块根据预测模型预测潜水电泵的故障，包括：

获取监测曲线和预测模型；

将监测曲线处理成数值并经过数据归一化之后输入至预测模型获取输出结果；所述输出结果为监测曲线对应的故障标签；

通过处理器将故障标签分别发送至显示预警模块和数据存储模块；

通过所述处理器获取所述预测模型的具体获取步骤包括：

获取潜水电泵历史数据；所述潜水电泵历史数据包括故障标签和发生故障前的监测曲线；

构建融合模型；所述融合模型通过SVM、LR和GBDT三种基线模型结合融合方式构建的模型，所述融合方式包括线性加权融合法、交叉融合法、瀑布融合法、特征融合法和预测融合法；

将潜水电泵历史数据处理成数值并按照设定比例划分为训练集和测试集；所述设定比例包括3:1、4:1和5:2；

将经过数据归一化的训练集和测试集输入至融合模型进行训练和测试；将训练完成的融合模型标记为预测模型；

处理器将预测模型分别发送至故障预警模块和数据存储模块。

2.根据权利要求1所述的一种潜水电泵的智能化控制系统，其特征在于，所述故障检测模块用于对潜水电泵的故障进行判断，包括：

获取流量曲线，并将潜水电泵的水流量标记为SL；当水流量SL满足0≤SL＜L1时，则判定潜水电泵不出水，生成故障标签，并将故障标签设置为1；当水流量SL满足L1≤SL＜L2时，则判定潜水电泵的水流量不足，生成故障标签，并将故障标签设置为2；当水流量SL满足L2≤SL时，则判定潜水电泵水流量正常；其中L1和L2均为水流量阈值，且L1和L2通过大量数据模拟获取；

获取温度曲线，根据温度曲线获取温度稳定时的温度均值，并将温度均值标记为WJ；当温度均值WJ满足YWJ-μ≤WJ≤YWJ+μ时，则判定潜水电泵的温度值正常；否则，判定潜水电泵的温度值异常，生成故障标签，并将故障标签设置为3；其中，μ为大于0的实数；

获取噪声曲线，当噪声超过噪声阈值，且持续时长超过时间阈值时，则判定潜水电泵噪声异常，生成故障标签，并将故障标签标记为4；

获取功耗曲线，当功耗均值超过功耗阈值时，则判定潜水电泵功耗异常，生成故障标签，并将故障标签标记为5；

通过处理器将故障标签分别发送至数据存储模块、故障预警模块和显示预警模块。

3.根据权利要求1所述的一种潜水电泵的智能化控制系统，其特征在于，所述状态监测模块用于监测潜水电泵的运行状态，包括：

通过采集设备实时获取工作数据；所述工作数据包括潜水电泵工作时的温度值、水流量和噪声值；

实时获取潜水电泵的功耗；以时间为自变量，以温度值、水流量、噪声值和功耗为因变量，通过N阶多项式拟合分别获取温度曲线、流量曲线、噪声曲线和功耗曲线；其中N≥1；

通过处理器分别将监测曲线发送至数据存储模块、故障预警模块、故障检测模块和显示预警模块；所述监测曲线包括温度曲线、流量曲线、噪声曲线和功耗曲线。

4.根据权利要求2或3所述的一种潜水电泵的智能化控制系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一：通过采集设备实时获取工作数据；所述工作数据包括潜水电泵工作时的温度值、水流量和噪声值；实时获取潜水电泵的功耗；以时间为自变量，以温度值、水流量、噪声值和功耗为因变量，通过N阶多项式拟合分别获取温度曲线、流量曲线、噪声曲线和功耗曲线；

步骤二：根据监测曲线判断潜水电泵的故障，并设置对应的故障标签；

步骤三：获取监测曲线和预测模型；将监测曲线处理成数值并经过数据归一化之后输入至预测模型获取输出结果；所述输出结果为监测曲线对应的故障标签；通过处理器将故障标签分别发送至显示预警模块和数据存储模块。