一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法及设备

摘要

本发明公开了一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法及设备，包括以下步骤：1）数据采集，在对水泵泵组进行安装时，分别对每台水泵进行调试，记录下每台水泵在不同频率下的实时流量和实时能耗，并对这些数据进行采集录入至数据库中，形成数据总表；2）取得总流量值，根据现场设备负荷情况的变化，引起流量变化，观察总流量表的总流量值，得出出水总管所需输出的总流量。本发明可对每台水泵在不同频率状态下的流量输出和能耗进行监测和采集，无须通过公式计算，程序编写更为省力；可将不同额定功率的水泵维持在不同频率上同时进行工作，在满足总流量输出的情况下，实现最佳能耗。

权利要求

1.一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法，包括以下步骤：

1）数据采集，在对水泵泵组进行安装时，分别对每台水泵进行调试，记录下每台水泵在不同频率下的实时流量和实时能耗，并对每台水泵在不同频率下的实时流量和实时能耗进行采集录入至数据库中，形成数据总表；

2）取得总流量，根据现场设备负荷情况的变化，引起流量变化，得出出水总管所需输出的总流量；

3）得出水泵运行组合情况，根据步骤2）中得到的总流量，在数据总表中筛选出能够输出该总流量的所有水泵运行组合；

4）逻辑判断和输出控制值，根据步骤3）得到的所有水泵运行组合，分别依次在数据总表中查找并计算出每种水泵运行组合的总能耗值；再通过逻辑判断单元进行逻辑判断，找出总能耗最低的一种运行组合，并输出该种水泵运行组合至控制单元；

调节控制，控制单元通过控制水泵启停或进行频率变化使得水泵运行情况符合步骤4）中输出的水泵运行组合情况，使总流量满足当前末端负荷。

2.一种基于大数据的循环水泵组最节能的设备，其特征在于：包括控制单元；

单台水泵数据采集单元,用于分别对每台水泵在不同频率下的流量和能耗数据进行采集；

数据存储单元，用于对单台水泵数据采集单元所采集到的数据进行存储记录；

总流量监控单元，用于对水泵泵组的出水总流量进行监控；

逻辑判断单元，用于对泵组运行情况进行分析判断，筛选得出能耗最低的运行组合方式；

水泵启停控制单元，用于分别控制每台水泵的开启或关闭；

变频调节输出单元，用于分别控制每台水泵的频率。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的循环水泵组最节能的设备，其特征在于：还包括wifi通讯单元和监控系统，所述控制单元的数据参数可通过wifi通讯单元传输至监控系统，进行实时监控和实时调整。

4.根据权利要求2所述的一种基于大数据的循环水泵组最节能的设备，其特征在于：所述单台水泵数据采集单元包括分设于每台循环水泵的出口管道上的流量计（1）、压力变送器（2）及电能表（3）。

说明书

一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法及设备

技术领域

[0001] 本发明属于工业或商业循环冷却水技术领域，尤其是涉及一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法及设备。

背景技术

[0002] 中国专利CN102094801A公开了《一种基于输送能耗最低的泵组优选方法》，该专利中通过公式计算出泵组在最佳能耗下的运行频率，并通过变频器控制泵组维持在同一运行频率工作。

[0003] 但是，由于水泵本身特性曲线复杂，在实际工作中，每台泵的特性曲线都不一样，通过同时控制整个泵组的频率的方式，不能使每台水泵在工作时都达到最佳的节能状态，从而使得泵组并没有真正达到最佳能耗的状态。

[0004] 其次，该种结构下的DCS或PLC并没有固定程序，需要编程人员根据现场控制方案单独编写，而且需要将循环水泵及管道上的参数通过线缆引到集中控制室，工作量巨大。

发明内容

[0005] 本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可控制每台水泵在不同功率或频率下工作、可控制泵组在最佳能耗状态运行的一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法及设备。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于大数据的循环水泵组最节能方法，包括以下步骤：

[0007] 1)数据采集，在对水泵泵组进行安装时，分别对每台水泵进行调试，记录下每台水泵在不同频率下的实时流量和实时能耗，并对这些数据进行采集录入至数据库中，形成数据总表；

[0008] 2)取得总流量，根据现场设备负荷情况的变化，引起流量变化，得出出水总管所需输出的总流量；

[0009] 3)得出水泵运行组合情况，根据步骤2)中得到的总流量，在数据总表中筛选出能够输出该总流量的所有水泵运行组合；

[0010] 4)逻辑判断和输出控制值，根据步骤3)得到的多种水泵运行组合，分别依次在数据总表中查找并计算出每种水泵运行组合的总能耗值；再通过逻辑判断单元进行逻辑判断，找出总能耗最低的一种运行组合，并输出该种水泵运行组合至控制单元；

[0011] 5)调节控制，控制单元通过控制水泵启停或进行频率变化使得水泵运行情况符合步骤4)中输出的水泵运行组合情况，使总流量满足当前末端负荷。

[0012] 本发明可对每台水泵在不同频率状态下的流量输出和能耗进行监测，并采集到数据库进行存储形成数据表格，后期只需通过简单查表即可得出能耗最低的泵组运行情况，无须通过公式计算，程序编写更为省力，极大程度的减小了编程人员的工作量；充分考虑到每台水泵的特性曲线均不相同的问题，可将不同额定功率的水泵维持在不同频率上同时进行工作，在满足总流量输出的情况下，实现最佳能耗。

[0013] 本发明还公开了一种基于大数据的循环水泵组最节能设备，包括控制单元；

[0014] 单台水泵数据采集单元,用于分别对每台水泵在不同频率下的流量和能耗数据进行采集；

[0015] 数据存储单元，用于对单台水泵数据采集单元所采集到的数据进行存储记录；

[0016] 总流量监控单元，用于对水泵泵组的出水总流量进行监控；

[0017] 逻辑判断单元，用于对泵组运行情况进行分析判断，筛选得出能耗最低的运行组合方式；

[0018] 水泵启停控制单元，用于分别控制每台水泵的开启或关闭；

[0019] 变频调节输出单元，用于分别控制每台水泵的频率。

[0020] 进一步的，还包括wifi通讯单元和监控系统，所述控制单元的数据参数可通过wifi通讯单元传输至监控系统，进行实时监控和实时调整；无需通过通讯电缆进行数据传输，极大程度的节省了电缆的耗材成本，同时降低了施工难度。

[0021] 进一步的，所述单台水泵数据采集单元包括分设于每台循环水泵的出口管道上的流量计、压力变送器及电能表；实时监测不同频率下，每台水泵的流量输出情况、泵出口压力情况及能耗情况。

[0022] 综上所述，本发明具有以下有益效果：通过单台水泵数据采集单元监测得出每台水泵在不同频率状态下的流量输出和能耗，无须通过公式计算，程序编写更为省力；可将不同额定功率的水泵维持在不同频率上同时进行工作，在满足总流量输出的情况下，实现最佳能耗。

附图说明

[0023] 图1为本发明的模块结构示意图。

[0024] 图2为本发明的设备结构示意图。

[0025] 图3为本发明中的数据总表。

具体实施方式

[0026] 为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

[0027] 如图1-3所示，一种基于大数据的循环水泵组最节能的设备，包括单台水泵数据采集单元、数据存储单元、逻辑判断单元、总流量监控单元、水泵启停控制单元、变频调节输出单元、供电电源单元、控制单元、wifi通讯单元及监控系统，所述控制单元的数据参数可通过wifi通讯单元传输至监控系统，进行实时监控和实时调整；各个单元的数据信息通过wifi通讯单元传输至控制单元；所述数据存储单元用于对单台水泵数据采集单元所采集到的数据进行存储记录，所述逻辑判断单元用于对泵组运行情况进行分析判断，并筛选得出能耗最低的运行组合方式；所述数据存储单元、逻辑判断单元、供电电源单元、控制单元、wifi通讯单元及监控系统为现有技术可以实现，如分别为数据库、单片机、蓄电池、PLC、OPC及显示屏，具体结构和原理不再赘述。

[0028] 所述单台水泵数据采集单元包括分设于每台循环水泵的出口管道上的流量计1、压力变送器2及电能表3，用于分别对每台水泵在不同频率下的流量、能耗、压力情况等数据进行采集；每台循环水泵的出口管道上均对应设有一个调节阀8；当单台循环水泵在某一频率运转时，通过调整调节阀8的开度，如从20％—100％的开度，即可将对应开度下泵的出口压力、流量、能耗等数据记录至数据库。比如当A泵运转20Hz时，阀开度在20％时，对泵出口的压力，流量，能耗进行采集记录，之后以开度相差值为5为一个周期进行采集，直至开度到100％，并将数据记录至数据库内；所述变频调节输出单元为分别设于每台循环水泵的出口管道上的设有一变频器4，用于分别控制每台水泵的频率，使得每台循环水泵的频率可各不相同；每台循环水泵的出口管道5均与出水总管6相连，所述总流量监控单元为设于出水总管的总流量计7，用于对水泵泵组的输出的总流量进行实时监测；所述水泵启停控制单元为多个阀门，每台循环水泵的出口管道上均对应设有一个阀门，上述提及的流量计、压力变送器、电能表、变频器、阀门及调节阀均可直接在市面上购买得到，具体型号也不做限定，故不再赘述。

[0029] 一种基于大数据的循环水泵组最节能的控制方法，包括以下步骤：1)数据采集，在对水泵泵组进行安装时，分别对每台水泵进行调试，记录下每台水泵在不同频率下的实时流量和实时能耗，并对这些数据进行采集录入至数据库中，形成数据总表；2)取得总流量，根据现场设备负荷情况的变化，引起流量变化，观察总流量表的总流量，得出出水总管所需输出的总流量；3)得出水泵运行组合情况，根据步骤2)中得到的总流量，数据库自行在数据总表中筛选出能够输出该总流量的所有水泵运行组合，并输送至控制单元；4)逻辑判断和输出控制值，控制单元根据步骤3)得到的多种水泵运行组合，分别依次在数据总表中查找并计算出每种水泵运行组合的总能耗值，并将得到的数值输送至逻辑判断单元中；之后通过逻辑判断单元进行逻辑判断，筛选出总能耗最低的一种运行组合，并输出该种水泵运行组合至控制单元；5)调节控制，根据不同的水泵运行组合状态，控制单元对水泵泵组进行不同情况的控制；当需要停止部分水泵时，控制单元将信号反馈至水泵启停控制单元，通过控制水泵的出口管道上的调节阀8闭合来关闭对应的水泵；需要将水泵调节至不同频率时，控制单元将信号反馈至变频调节输出单元，通过变频器调节对应水泵至指定运行频率，使得水泵运行情况符合步骤4)中输出的水泵运行组合情况，使总流量满足当前末端负荷。

[0030] 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。