【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离心泵故障诊断，具体涉及一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法及系统。
技术介绍
1、光伏泵组的主要结构是离心式水泵，工作原理是基于离心力的作用，将水通过叶轮甩出，经过泵壳的流道进入排出管，叶轮中心处形成低压区，水在大气压差作用下被吸入叶轮中心，从而完成抽水过程。由于水流流速很快，如果水中含有杂质，例如含沙水流对离心泵工作效率影响较大。含有一定粒径、硬度的泥沙，高速通过离心式水泵时，产生相当大的冲磨力，将金属表面微细颗粒层层磨剥而引起叶轮叶片表面破坏，从而造成了离心泵流量减少，扬程降低，效率降低，功率增大，影响水泵寿命，严重时泥沙淤积甚至会烧毁电机。
2、但是，由于水泵安装方式、水中密度不均匀的杂质以及叶轮与吸水口的距离等影响，叶轮表面的磨损程度难以达到一致，导致叶轮受到的轴向力和径向力发生变化。叶轮的平衡被破坏，使光伏泵组的工作效率降低。对光伏泵组的准确诊断有助于确定合理的处置措施，保持光伏泵组正常的工作状态。传统诊断方式依靠操作人员，但受限于操作人员的经验，并且需要停机拆解水泵才能查看叶轮的磨损情况，需要消耗大量的时间和人力成本。因此，亟需一种快速诊断光伏泵组运行状态的方法以及系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对目前通过人工对光伏泵组的诊断过程需要消耗大量时间以及难以在运行过程中进行诊断的问题，提供一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法及系统，以实现减少人工诊断，提高光伏泵组的诊断效率。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供
3、采集所述光伏泵组的电压和电流，计算光伏装置的输出功率；根据所述光伏泵组的扬程计算电机输入功率；比较所述输出功率和所述电机输入功率，根据比较结果确定所述光伏泵组的电池工作状态；
4、采集所述光伏泵组的进口参数，所述进口参数包括进口压力和进口流量；获取所述光伏泵组的泥沙淤积速度；如果所述进口参数持续减小，根据所述比较结果和所述泥沙淤积速度对所述光伏泵组进行诊断，确定进口参数减小的原因；
5、通过传感器获取液体参数以及所述光伏泵组的振动参数，所述液体参数包括液体压力和液体密度；根据过滤网目数计算所述光伏泵组吸入液体中杂质的最大粒径；以所述液体参数和所述最大粒径为输入，所述光伏泵组的叶片重量损失为输出建立叶片损失模型；
6、以所述叶片重量损失和所述液体压力为输入，所述振动参数为输出建立叶轮振动模型；通过所述叶轮振动模型输出所述光伏泵组在运行时间内的所述振动参数；预设时间窗口，在到达所述时间窗口时，根据所述振动参数计算振动烈度；对所述振动烈度设置预警等级，根据所述预警等级预设处置措施。
7、作为本申请优选的技术方案，所述通过传感器获取液体参数以及所述光伏泵组的振动参数后，获取每个叶片的振动幅值，在到达所述时间窗口时，根据所述振动幅值计算峭度；根据所述峭度是否增大判断所述叶片是否存在块状磨损。
8、作为本申请优选的技术方案，还包括：在所述光伏泵组停机后，获取所述叶片的图像，通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征，根据所述轮廓特征计算所述块状磨损的面积和深度，根据所述面积和所述深度计算所述块状磨损的重量；将所述块状磨损的重量输入所述叶轮振动模型。
9、作为本申请优选的技术方案，在所述通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征后，根据所述轮廓特征的像素坐标计算所述块状磨损的第一质心；获取所述第一质心和叶轮轴心线的第三距离，将所述第三距离和叶轮半径的比值作为所述块状磨损的重量的折扣系数。
10、作为本申请优选的技术方案，在所述通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征后，获取所述轮廓特征中位于边缘部分的第一像素以及相应的所述深度；获取所述轮廓特征中所述深度最大的第二像素；计算所述第一像素和所述第二像素的深度差值，根据所述第一像素与所述第二像素之间的像素数量计算水平距离，根据所述深度差值和所述水平距离计算坡度；将所有坡度的标准差作为所述块状磨损的磨损程度，根据所述磨损程度确定叶轮的处置措施。
11、作为本申请优选的技术方案，所述光伏泵组为卧式安装时，获取所述液体压力的方法还包括：以穿过叶轮轴心线的水平面将叶轮旋转形成的圆形区域划分为第一区域和第二区域；所述第一区域为所述水平面上方的所述圆形区域，所述第二区域为所述水平面下方的所述圆形区域；获取所述第一区域的所述液体压力的第一平均值，获取所述第二区域的所述液体压力的第二平均值，将相应的所述第一平均值和所述第二平均值作为一组所述液体压力。
12、作为本申请优选的技术方案，所述光伏泵组的叶轮为多级叶轮时，获取每级叶轮的所述振动烈度；根据液体流经叶轮的顺序对所述每级叶轮的所述振动烈度设置不同的第一权重。
13、作为本申请优选的技术方案，在所述获取每级叶轮的所述振动烈度之前，获取所述多级叶轮的轴向力平衡点；记录所述平衡点的偏移距离，将多个所述偏移距离的变异系数作为第二权重；根据每级叶轮的所述振动参数和所述第二权重计算新的所述振动参数；将新的所述振动参数进行叠加得到整体振动参数，根据所述整体振动参数计算所述多级叶轮的所述振动烈度。
14、作为本申请优选的技术方案，在所述获取每级叶轮的所述振动烈度之前，获取所述多级叶轮的轴向力平衡点；根据所述每级叶轮的轴心到所述轴向力平衡点的第四距离设置所述振动参数的第三权重；根据每级叶轮的所述振动参数和所述第三权重计算新的所述振动参数；将新的所述振动参数进行叠加得到整体振动参数，根据所述整体振动参数计算所述多级叶轮的所述振动烈度。
15、本申请还提供了一种基于人机交互的光伏泵组诊断系统，包括以下模块：
16、功率模块，用于采集所述光伏泵组的电压和电流，计算光伏装置的输出功率；从人机交互终端接收所述光伏泵组的扬程，计算电机输入功率；比较所述输出功率和所述电机输入功率，根据比较结果输出所述光伏泵组的电池工作状态；
17、流量故障判断模块，用于采集所述光伏泵组的进口参数，所述进口参数包括进口压力和进口流量；采集所述光伏泵组的泥沙淤积速度；如果所述进口参数持续减小，根据所述比较结果和所述泥沙淤积速度对所述光伏泵组进行诊断，确定进口参数减小的原因；
18、叶片重量损失模块，用于通过传感器获取液体参数以及所述光伏泵组的振动参数，所述液体参数包括液体压力和液体密度；从所述人机交互终端接收过滤网目数计算所述光伏泵组吸入液体中杂质的最大粒径；以所述液体参数和所述最大粒径为输入，所述光伏泵组的叶片重量损失为输出建立叶片损失模型；
19、叶轮振动诊断模块，用于根据所述叶片重量损失和所述液体压力为输入，所述振动参数为输出建立叶轮振动模型；通过所述叶轮振动模型输出所述光伏泵组在运行时间内的所述振动参数；从人机交互终端接收预设时间窗口，到达所述时间窗口时，根据所述振动参数计算振动烈度；对所述振动烈度设置预警等级，根据所述预警等级预设处置措施。
20、与现有技术相比，本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，所述通过传感器获取液体参数以及所述光伏泵组的振动参数后，获取每个叶片的振动幅值，在到达所述时间窗口时，根据所述振动幅值计算峭度；根据所述峭度是否增大判断所述叶片是否存在块状磨损。
3.根据权利要求2所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，还包括：在所述光伏泵组停机后，获取所述叶片的图像，通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征，根据所述轮廓特征计算所述块状磨损的面积和深度，根据所述面积和所述深度计算所述块状磨损的重量；将所述块状磨损的重量输入所述叶轮振动模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，在所述通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征后，根据所述轮廓特征的像素坐标计算所述块状磨损的第一质心；获取所述第一质心和叶轮轴心线的第三距离，将所述第三距离和叶轮半径的比值作为所述块状磨损的重量的折扣系数。
5.根据权利要求3所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方
6.根据权利要求1所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，所述光伏泵组为卧式安装时，获取所述液体压力的方法还包括：以穿过叶轮轴心线的水平面将叶轮旋转形成的圆形区域划分为第一区域和第二区域；所述第一区域为所述水平面上方的所述圆形区域，所述第二区域为所述水平面下方的所述圆形区域；获取所述第一区域的所述液体压力的第一平均值，获取所述第二区域的所述液体压力的第二平均值，将相应的所述第一平均值和所述第二平均值作为一组所述液体压力。
7.根据权利要求1所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，所述光伏泵组的叶轮为多级叶轮时，获取每级叶轮的所述振动烈度；根据液体流经叶轮的顺序对所述每级叶轮的所述振动参数设置不同的第一权重。
8.根据权利要求7所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，在所述获取每级叶轮的所述振动烈度之前，获取所述多级叶轮的轴向力平衡点；记录所述平衡点的偏移距离，将多个所述偏移距离的变异系数作为第二权重；根据每级叶轮的所述振动参数和所述第二权重计算新的所述振动参数；将新的所述振动参数进行叠加得到整体振动参数，根据所述整体振动参数计算所述多级叶轮的所述振动烈度。
9.根据权利要求7所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，在所述获取每级叶轮的所述振动烈度之前，获取所述多级叶轮的轴向力平衡点；根据所述每级叶轮的轴心到所述轴向力平衡点的第四距离设置所述振动参数的第三权重；根据每级叶轮的所述振动参数和所述第三权重计算新的所述振动参数；将新的所述振动参数进行叠加得到整体振动参数，根据所述整体振动参数计算所述多级叶轮的所述振动烈度。
10.一种基于人机交互的光伏泵组诊断系统，其特征在于，包括以下模块：
...【技术特征摘要】
1.一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，所述通过传感器获取液体参数以及所述光伏泵组的振动参数后，获取每个叶片的振动幅值，在到达所述时间窗口时，根据所述振动幅值计算峭度；根据所述峭度是否增大判断所述叶片是否存在块状磨损。
3.根据权利要求2所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，还包括：在所述光伏泵组停机后，获取所述叶片的图像，通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征，根据所述轮廓特征计算所述块状磨损的面积和深度，根据所述面积和所述深度计算所述块状磨损的重量；将所述块状磨损的重量输入所述叶轮振动模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，在所述通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征后，根据所述轮廓特征的像素坐标计算所述块状磨损的第一质心；获取所述第一质心和叶轮轴心线的第三距离，将所述第三距离和叶轮半径的比值作为所述块状磨损的重量的折扣系数。
5.根据权利要求3所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法，其特征在于，在所述通过图像识别提取所述块状磨损的轮廓特征后，获取所述轮廓特征中位于边缘部分的第一像素以及相应的所述深度；获取所述轮廓特征中所述深度最大的第二像素；计算所述第一像素和所述第二像素的深度差值，根据所述第一像素与所述第二像素之间的像素数量计算水平距离，根据所述深度差值和所述水平距离计算坡度；将所有坡度的标准差作为所述块状磨损的磨损程度，根据所述磨损程度确定叶轮的处置措施。
6.根据权利要求1所述的一种基于人机交互的光伏泵组诊断方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇，蒋辉霞，张亚琼，刘双，阮红丽，李玉玲，曾文明，卢珍，李光辉，余满江，谢晓东，梁君，
申请(专利权)人：四川省农业机械科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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