[发明专利]一种基于物联网的智能水泵系统

权利要求书

1.一种基于物联网的智能水泵系统，其特征在于：包括数据采集单元、水泵选型单元、流量分析单元、信号分发单元、注册登录单元和数据存储单元；

所述数据存储单元中存储水泵规格数据、水泵安装坐标数据和水流输送坐标数据，所述水泵规格数据包括线圈温度限定数据、转速-流量对照表、水泵扬程数据、泵体高度数据，所述数据存储单元中还存储有设备安装地点路线图；

所述数据采集单元实时采集轮轴转速数据、进水端流量数据、出水端流量数据、水泵线圈温度数据和水位数据并将其传输至数据存储单元进行存储；

所述水泵选型单元用于对水泵安装位置和水流输送位置进行选型分析，得到水泵升级信号，并对其进行识别，当识别到水泵升级信号，将其转化成重新选型信号并发送至信号分发单元；

所述流量分析单元对水泵的进水端流量、出水端流量以及轮轴转速数据进行匹配分析，得到水位不足信号、水位危险信号、基础停机时间、超温警报信号、高温停机信号、泄露警报信号和管道堵塞信号，并将其发送至信号分发单元；

所述水泵选型单元进行选型分析的具体步骤如下:

步骤S31：从数据存储单元获取水泵扬程数据、水泵安装坐标数据和水流输送坐标数据，并将水泵扬程数据标记为Hs，将水泵安装坐标数据标记为（Xa，Ya，Za），将水流输送坐标标记为（Xb，Yb，Zb）；

步骤S32：获取转速-流量对照表，从转速-流量对照表中提取最大转速所对应的流量，该流量表示单位时间内的输送流量数据，将单位时间内的输送流量数据作为体积代入质量计算公式：质量=体积*密度，从而计算得到单位时间内的输送质量M，对输送质量在[0,Hs-（Zb-Za）]范围内进行积分，得到水泵对输送质量所做的功并将其标记为扬程转化功W；

步骤S33：通过两点间距离公式计算出水泵安装位置与水流输送位置之间的水平距离LS，将输送质量M和水平距离Ls代入到计算式：W_需=（M*g+f*a）*LS*b，得到输流需求功W_需，其中，a表示水-管摩擦误差因子，b表示管道弯折误差因子，a，b均为预设值，g表示重力加速度，f表示水和管道内壁的摩擦力预设均值，将输流需求功与扬程转化功进行比较，当扬程需求功小于输流需求功时，判定水泵功率不足，生成水泵升级信号，当扬程转化功大于等于输流需求功时，判定水泵功率满足需求，不进行任何处理；

所述信号分发单元用于对设备维护人员的工作能力和当前状态进行分析，并分别将水位不足信号、水位危险信号、超温警报信号、高温停机信号、泄露警报信号和管道堵塞信号传输对应设备维护人员的手机终端；

所述流量分析单元进行匹配分析的具体步骤为：

步骤S41：从数据存储单元中提取水泵规格数据、水泵线圈温度数据和水位数据，将水泵规格数据内的水泵高度数据与水位数据进行比较，当水泵高度数据小于水位数据时，判定当前水位安全，不进行任何处理，当水泵高度数据大于等于水位数据时，判定当前水位不足，生成水位不足信号；当水位数据小于预设水位阈值时，判定当前水位危险，生成水位危险信号；

步骤S42：生成水位不足信号后，获取水泵开机时间所对应的水位数据，将开机时间所对应的水位数据与当前水位数据进行差值运算得到差值水位，并将差值水位与水泵工作时间进行比值运算，得到单位时间内水位下降数据，根据当前水位与单位时间内的水位下降数据计算得到水位降为0的所需时间，并将其标记为基础停机时间；

步骤S43：将水泵线圈温度数据与水泵规格数据中的线圈温度限定数据进行比较，当水泵线圈温度数据小于等于线圈温度限定数据时，不进行任何处理，当水泵线圈温度数据大于线圈温度限定数据时，开启计时器，直至水泵线圈温度数据降低到线圈温度限定数据以下时，停止计时，将记录的时间标记为超温时间数据，当超温时间数据小于预设时间阈值时，生成超温警报信号，当超温时间数据大于等于预设时间阈值时，生成高温停机信号；

步骤S44：从数据存储单元中提取进水端流量数据、出水端流量数据和轮轴转速数据，将进水端流量数据与出水端流量数据进行差值计算得到差值流量数据，并将差值流量数据与进水端流量数据进行比值运算，得到流量差值系数；

步骤S45：流量分析单元中预设有流量差值限定系数，将流量差值系数与流量差值限定系数进行比较，当流量差值系数小于等于流量差值限定系数时，判定输流管道状态正常，不进行任何处理，当流量差值系数大于流量差值限定系数时，判定输流管道存在泄漏情况，生成泄漏警报信号；

步骤S46：获取当前水泵的轮轴转速数据，通过轮轴转速数据与转速-流量对照表得到轮轴转速数据对应的理论输送流量，将理论输送流量与进水端流量进行比值运算得到管道通畅率，当管道通畅率小于预设阈值时，生成管道堵塞信号。