[发明专利]一种水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质

说明书

本发明公开了一种水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质，方法为：建立包括高效与非高效区的水泵工况运行模型，建立电流与水泵扬程、流量及效率的函数关系；采集水泵及其电机运行参数，计算得到水泵电机的流量、扬程和效率；将由扬程和流量构成的当前运行工况点添加到水泵工况运行模型；若当前不在高效工况区，基于电流与水泵扬程、流量及效率的函数关系，以电机电流变小量最大化为目标，以水泵扬程、流量及效率的实际工作要求为条件，在高效工况区寻优最佳工况点；按照最佳工况点相应调整水泵的运行参数，计算和显示电机电流的变化量。本发明便于水泵运维人员判断工况点是否高效运行，实现自动化调整工况点至高效区，且节省功耗。

技术领域

本发明属于供水领域，具体涉及一种基于物联网的水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质。

背景技术

对水泵运行可靠性、低功耗和运行优化是泵业关注的问题，是设计单位选择水泵和泵系统的考虑依据。水泵的性能可以从其扬程(进出口压力)、流量和安装的不同(管阻)而构成的一组性能曲线表示。该曲线是扬程、流量、消耗功率和效率的函数关系。一般水泵制造厂通过液体(水)流过泵的过程，水从泵的入口导入旋转叶片的中心并由此被抛向叶轮的边缘的过程，进行测量推导而成，一般以泵的类型建模。该曲线以说明书表示方式发布(宣传)并和水泵一起交给客户。水泵优化设计院通过水泵性能(特征)曲线结合应用场景(取水或供水泵站)设计泵系统(添加了管道装置设计，管阻因素)。终端用户(比如取水或供水泵站)为了满足应用场景的需求(比如母管出口压力和流量)，进行操作运维，却很少关注水泵实际工况运行点是否在高效率设计运行区域。

而水泵系统的运行能耗是主要运维成本。当一个水泵终端用户(比如泵站或工业循环水系统)需要提高运行效率，降低运营成本时，会请水泵及系统专家根据实际运行工况进行测量、分析，结合系统设计负载(包括水泵性能特征曲线)和实际需求给出运行优化设计参数，根据优化调整的实际运行工况进行调整确保水泵装置最佳工况点。

发明内容

本发明提供一种基于物联网的水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质，适合于水泵系统运维人员直观地判断水泵是否高效运行，在非高效运行工况下自动地对水泵进行最佳工况点寻优，而且优化运行可节省大量功耗。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的水泵可视化优化运行控制方法，包括：

根据水泵型号建立包括高效运行工况区域和非高效运行工况区域的水泵工况运行模型；建立水泵的电机电流有关于水泵扬程、流量及效率的函数关系模型；

实时采集水泵的流量Q、进出口压力以及水泵电机的工作电流、电压和频率，根据进出口压力计算水泵的扬程H，根据水泵电机的工作电流和电压计算水泵电机的输出功率P₂，根据水泵的流量Q、扬程H以及水泵电机的输出功率P₂计算水泵的效率η_p；将由扬程H和流量Q构成的水泵当前运行工况点添加到水泵工况运行模型；

若水泵当前运行工况点不在高效运行工况区域，则基于电机电流有关于水泵扬程、流量及效率的函数关系模型，以电机电流的变小量最大化为目标，以水泵扬程、流量及效率的实际工作要求为条件，在高效运行工况区域寻优最佳工况点；

按照寻优得到的最佳工况点对应的水泵流量Q′、扬程H′和效率η_p′，调整水泵的运行参数，并计算和显示电机电流的变化量。

在更优的技术方案中，所述水泵扬程、流量及效率的实际工作要求，是指流量、扬程和/或效率的变化量在预设范围内。

在更优的技术方案中，水泵的流量和进出口压力，水泵电机的工作电流、电压和频率，均采用具有物联网通讯模块的传感器采集并实时上传得到。

在更优的技术方案中，所述水泵的电机电流有关于水泵扬程、流量及效率的函数关系模型，表示为：