[发明专利]一种潜水电泵的智能化控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种潜水电泵的智能化控制系统及其控制方法，涉及潜水电泵控制技术领域，解决了现有方案仅具有监测功能，而不能根据监测数据对潜水电泵实现故障定位的技术问题；本发明设置了状态监测模块，该设置根据工作数据生成监测曲线，并将监测曲线发送至故障检测模块和显示预警模块，将潜水电泵的工作状态直观地展示给工作人员；本发明设置了故障检测模块，该设置根据监测曲线判断潜水电泵的故障，并生成对应的故障标签，对潜水电泵的故障进行了分类，有助于工作人员及时发现故障进行维修；本发明设置了故障预警模块，该设置利用预测模型对潜水电泵的故障进行预测，能够提前发现潜电泵的故障，有助于工作人员提前防范。

技术领域

本发明属于潜水电泵控制领域，涉及智能控制技术，具体是一种潜水电泵的智能化控制系统及其控制方法。

背景技术

潜水电泵是泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵，有深井用和作业面用两种；其中深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电，免去了传动长轴，因而结构紧凑，重量轻，安装、使用和转移方便；工作时，需将整个机组潜入水中，由于长期工作在地下，其运行状态得不到有效的监测，导致采水过程能耗较大，故障发生率和返修率高，影响潜水电泵的正常作业。

公开号为CN107762895A的发明专利公开了一种潜水电泵控制系统及其控制方法，包括电机、设置在所述电机输出端的泵体和设置在所述电机底座端的控制机构，及设置在液面以上的上位机，所述控制机构包括防水密封壳体、设置在所述防水密封壳体腔内的下位机和三相电参数采集模块以及电力载波模块，还包括设置在所述防水密封壳体外的液位变送器及设置在所述电机壳体内的电流互感器和温度传感器；方法为：所述液位变送器、温度传感器和三相电参数采集模块采集潜水电泵的工作参数并传送到下位机；所述下位机控制所述电力载波模块将采集的工作参数进行数据调制加载，以电力载波通信的方式实时上传至上位机。

上述方案能够实现潜水电泵的在线监测；但是，上述方案并没有对监测数据进行充分利用，仅具有监测功能，而不能根据监测数据对潜水电泵实现故障定位；因此，上述方案仍需进一步改进。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种潜水电泵的智能化控制系统及其控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种潜水电泵的智能化控制系统，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。

优选的，所述预测模型的具体获取步骤包括：

获取电泵历史数据；所述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；

通过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。