本发明实施例涉及水泵控制技术领域，具体而言，涉及一种水泵控制方法、装置及电子设备。
背景技术：
现有的对水泵进行控制的方法大多采用手动控制或者根据传感器信息控制，对多个水泵进行运行控制时可能会出现整体效率偏低的情况。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种水泵控制方法、装置及电子设备，以改善现有技术对多个水泵进行运行控制时整体效率偏低的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种水泵控制方法，所述方法包括：
获得多个待控制水泵中的每个水泵的测试运行数据，并将所述测试运行数据进行存储；
针对所述每个水泵，判断预设运行数据是否在该水泵的测试运行数据范围内，若所述预设运行数据在该水泵的测试运行数据范围内，计算该水泵的二次方控制曲线；
针对所述每个二次方控制曲线，获得该二次方控制曲线的效率-流量曲线；根据所有效率-流量曲线计算多个效率临界点，并根据各所述效率临界点设定相应的效率临界频宽；
将各所述待控制水泵所对应的效率-流量曲线与各所述效率临界频宽进行比较，获得比较结果，根据所述比较结果对所述所有待控制水泵中的每个水泵的运行状态进行控制，以实现所述所有待控制水泵的运行效率最大化。
可选地，根据所有效率-流量曲线计算多个效率临界点的步骤，包括：
根据所有效率-流量曲线，采用二分法计算多个效率临界点。
可选地，所述多个待控制水泵的数量为n个，所述多个效率临界点的数量为m个，m＝n-1，将各所述待控制水泵所对应的效率-流量曲线与各所述效率临界频宽进行比较，获得比较结果，根据所述比较结果对所述所有待控制水泵中的每个水泵的运行状态进行控制的步骤，包括：
判断第i个待控制水泵的效率-流量曲线是否位于第j个效率临界点所对应的效率临界频宽内，若第i个待控制水泵的计算流量-计算效率曲线位于第j个效率临界点所对应的效率临界频宽内，开启第i+1个待控制水泵，并获得第i个和第i+1个待控制水泵运行时的系统效率-流量曲线，其中i∈[1,n-1]，j∈[1,m]，i＝j。
可选地，所述方法还包括：
当开启了n个待控制水泵时，获得n个待控制水泵运行时的系统效率-流量曲线，将n个待控制水泵运行时的系统效率-流量曲线与第m个效率临界点所对应的效率临界频宽进行比较，若n个待控制水泵运行时的系统效率-流量曲线位于第m个效率临界点所对应的效率临界频宽内，关闭第n个待控制水泵。
可选地，根据所有效率-流量曲线，采用二分法计算多个效率临界点的步骤，包括：
获得预设最大流量Qmax和预设最小流量Qmin；
针对待求解的每个效率临界点，判断Qmax与Qmin的差值是否小于设定值，若所述差值小于设定值，将Qmax或Qmin作为该效率临界点。
可选地，所述设定值为0.1m3/h；判断Qmax与Qmin的差值是否小于设定值，若所述差值小于设定值，将Qmax或Qmin作为该效率临界点的步骤，包括：
根据Qmax和Qmin计算获得平均流量Q0；
针对第x个效率-流量曲线，获得与Q0相邻的流量Qx1和Qx2，针对第x+1个效率-流量曲线，获得与Q0相邻的流量Q(x+1)1和Q(x+1)2；
根据线性插值公式获得第x个插值ηx0和第x+1个插值η(x+1)0，所述线性插值公式为：
将第x个插值ηi0和第x+1个插值η(i+1)0进行比较，若ηx0>η(x+1)0，则Qmin＝Q0，若ηx0<η(x+1)0，则Qmax＝Q0；
判断Qmax-Qmin是否小于0.1m3/h，若Qmax-Qmin<0.1m3/h，将Qmax或Qmin作为第x个效率临界点；
其中，x∈[1,3]。
可选地，所述方法还包括：
若所述预设运行数据在该水泵的测试运行数据范围外，采用二分法重新计算预设运行数据。
本发明实施例还提供了一种水泵控制装置，所述水泵控制装置包括：
获取模块，用于获得多个待控制水泵中的每个水泵的测试运行数据、并将所述测试运行数据进行存储；
二次方控制曲线计算模块，用于针对所述每个水泵，判断预设运行数据是否在该水泵的测试运行数据范围内，若所述预设运行数据在该水泵的测试运行数据范围内，计算该水泵的二次方控制曲线；
效率临界点计算模块，用于针对所述每个二次方控制曲线，获得该二次方控制曲线的效率-流量曲线；根据所有效率-流量曲线计算多个效率临界点，并根据各所述效率临界点设定相应的效率临界频宽；
控制模块，用于将各所述待控制水泵所对应的效率-流量曲线与各所述效率临界频宽进行比较，获得比较结果，根据所述比较结果对所述所有待控制水泵中的每个水泵的运行状态进行控制，以实现所述所有待控制水泵的运行效率最大化。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的水泵控制方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备执行上述的水泵控制方法。
本发明实施例提供的水泵控制方法、装置及电子设备，会采用二次方控制曲线对各水泵进行控制，并将各待控制水泵的效率-流量曲线与效率临界频宽进行比较并获得比较结果，根据比较结果和二次方控制曲线，按照效率优先控制原则对所有水泵中的每个水泵的运行状态进行控制，提高了多个水泵同时运行时的效率。
进一步地，采用二分法原理能实现对多个效率临界点的准确求解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种电子设备10的方框示意图。
图2为本发明实施例所提供的一种水泵控制方法的流程图。
图3为本发明实施例所提供的一种测试运行数据的扬程-流量曲线图。
图4为本发明实施例所提供的一种测试运行数据的功率-流量曲线图。
图5为本发明实施例所提供的一种测试运行数据的效率-流量曲线图。
图6为一实施方式中图2所示步骤S23包括的子步骤的示意图。
图7为本发明实施例所提供的多条效率-流量曲线图。
图8为本发明实施例所提供的一种系统效率-流量曲线图。
图9为本发明实施例所提供的一种水泵控制装置的模块框图。
图标：10-电子设备；11-存储器；12-处理器；13-网络模块；20-水泵控制装置；21-获取模块；22-二次方控制曲线计算模块；23-效率临界点计算模块；24-控制模块。
具体实施方式
经调查发现，现有的对水泵进行控制的技术大多采用手动控制或者根据传感器信号进行控制，运行状态为模拟量。
对于带传感器的控制技术而言，在对多个水泵进行控制时，利用传感器控制水泵变频，可能会出现在第一个水泵满频时仍追踪不到启动第二个水泵的信号，以此类推，会导致多个水泵运行时的效率低下。
对于手动控制技术而言，单个水泵运行时，在较大的范围内运行效率高，但多个水泵一起运行时，在一些运行区域的运行效率可能会低于单个水泵的运行效率，也会导致多个水泵的整体运行效率低下。
以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。
基于上述研究，本发明实施例提供了一种水泵控制方法、装置及电子设备，能提高多个水泵同时运行时的效率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
图1示出了本发明实施例所提供的一种电子设备10的方框示意图。本发明实施例中的电子设备10可以为具有数据存储、传输、处理功能的服务端，如图1所示，电子设备10包括：存储器11、处理器12、网络模块13和水泵控制装置20。
存储器11、处理器12和网络模块13之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器11中存储有水泵控制装置20，所述水泵控制装置20包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式储存于所述存储器11中的软件功能模块，所述处理器12通过运行存储在存储器11内的软件程序以及模块，例如本发明实施例中的水泵控制装置20，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的水泵控制方法。
其中，所述存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器11用于存储程序，所述处理器12在接收到执行指令后，执行所述程序。
所述处理器12可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
网络模块13用于通过网络建立电子设备10与其他通信终端设备之间的通信连接，实现网络信号及数据的收发操作。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序。所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备10执行下面的水泵控制方法。
在本实施例中，水泵控制装置20可以是PLC主控机。可选地，PLC主控机与多个PLC从控机通过RS485通讯连接，各PLC从控机与各个带有变频器的水泵通讯连接，PLC主控机实现对各PLC从控机和各水泵的控制。
在本实施例中，PLC从控机的数量可以为4个，水泵的数量可以为4各。
图2示出了本发明实施例所提供的一种水泵控制方法的流程图。所述方法有关的流程所定义的方法步骤应用于电子设备10，可以由所述处理器12实现。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述：
步骤S21，获得多个待控制水泵中的每个水泵的测试运行数据，并将所述测试运行数据进行存储。
PLC主控机获得4个水泵的测试运行数据，并将每个水泵的测试运行数据分别存储到所对应的PLC从控机中。
例如，4个水泵的编号可以为泵1、泵2、泵3和泵4，4个PLC从控机的编号可以为PLC-1、PLC-2、PLC-3和PLC-4。
又例如，泵1的运行数据存储在PLC-1中，泵2的运行数据存储在PLC-2中，泵3的运行数据存储在PLC-3中，泵4的运行数据存储在PLC-4中。
可选地，请参照图3、图4和图5，测试运行数据可以为扬程-流量曲线、功率-流量曲线和效率-流量曲线，这些测试运行数据可以为之后多个水泵共同运行时的整体运行数据提供参考。
请继续参照图5，由图可见，在同一频率条件下，不同的泵的效率-流量曲线不同，这些效率-流量曲线能为之后的临界效率点的计算提供数据基础。
步骤S22，针对所述每个水泵，判断预设运行数据是否在该水泵的测试运行数据范围内，若所述预设运行数据在该水泵的测试运行数据范围内，计算该水泵的二次方控制曲线。
在本实施例中，预设运行数据可以是零流量点A和设计点B。其中，零流量点A和设计点B确定了整个水泵系统的控制线，水泵系统可以按照该控制线运动。可以理解，水泵系统可以包括多个水泵。可选地，零流量点A和设计点B可根据实际需要设定。
例如，设定零流量点A和设计点B的流量和扬程，并将PLC主控机、PLC-1、PLC-2、PLC-3和PLC-4形成的网络组态的通讯标识位进行初始化，这样能实现PLC主控机、PLC-1、PLC-2、PLC-3、PLC-4与各水泵之间的通讯。
又例如，针对泵1，判断零流量点A和设计点B是否在存储于PLC-1的泵1的测试运行数据范围内。
若零流量点A和设计点B在存储于PLC-1的泵1的测试运行数据范围内，通过PLC-1计算泵1的二次方控制曲线。
若零流量点A和设计点B不在存储于PLC-1的泵1的测试运行数据范围内，基于二分法原理重新计算零流量点A和设计点B，并通过PLC-1计算泵1的二次方控制曲线。
可以理解，针对泵2、泵3和泵4也可采用上述方法进行分析计算，因此在此不作更多说明。
步骤S23，针对所述每个二次方控制曲线，获得该二次方控制曲线的效率-流量曲线；根据所有效率-流量曲线计算多个效率临界点，并根据各所述效率临界点设定相应的效率临界频宽。
在本实施例中，二次方控制曲线的数量为4个，相应地，效率-流量曲线为4个。
可以理解为，PLC主控机从4条二次方控制曲线上读取4个效率-流量曲线，基于二分法原理计算出3个效率临界点以及每个效率临界点处的扬程、频率和功率。
请结合参阅图6，本实施例中通过步骤S231和步骤S232列举了步骤S23的其中一种实现方式。
步骤S231，获得预设最大流量Qmax和预设最小流量Qmin。
可选地，根据Qmax和Qmin计算获得平均流量Q0，其中，
步骤S232，针对待求解的每个效率临界点，判断Qmax与Qmin的差值是否小于设定值，若所述差值小于设定值，将Qmax或Qmin作为该效率临界点。
可选地，设定值可以为0.1m3/h，可以通过以下步骤判断Qmax与Qmin的差值是否小于设定值：
在本实施例中，针对第x个效率-流量曲线，获得与Q0相邻的流量Qx1和Qx2，针对第x+1个效率-流量曲线，获得与Q0相邻的流量Q(x+1)1和Q(x+1)2，其中x∈[1,3]。根据线性插值公式获得第x个插值ηx0和第x+1个插值η(x+1)0，其中，线性插值公式为：
在获得了第x个插值ηi0和第x+1个插值η(i+1)0之后，将第x个插值ηi0和第x+1个插值η(i+1)0进行比较：
若ηx0>η(x+1)0，则Qmin＝Q0；
若ηx0<η(x+1)0，则Qmax＝Q0。
判断Qmax-Qmin是否小于0.1m3/h：
若Qmax-Qmin<0.1m3/h，将Qmax或Qmin作为第x个效率临界点。
若Qmax-Qmin≥0.1m3/h，选取Qmax和Q0或者Qmin和Q0重新进行步骤S231和步骤S232的计算。
计算出了3个效率临界点之后，根据各效率临界点设定相应的效率临界频宽，该效率临界频宽可以作为是否开始多个水泵中的个别水泵的决策条件。
步骤S24，将各所述待控制水泵所对应的效率-流量曲线与各所述效率临界频宽进行比较，获得比较结果，根据所述比较结果对所述所有待控制水泵中的每个水泵的运行状态进行控制。
在确定3个效率临界点之后，采用二次方控制曲线对相应的泵进行控制，将各泵的效率-流量曲线与各效率临界频宽进行比较获得比较结果，并根据该比较结果对4个水泵中的每个水泵的运行状态进行控制。
请参照图7，例如，首先开启泵1，泵1开始运行，泵1的效率-流量曲线为图中由左往右第1根曲线。对流量进行调节，随着流量增大，泵1的运行效率开始降低，当泵1的运行效率降低到第1个效率临界点(图7中的临界点1)所在的效率临界频宽内时，开启泵2，并调整泵1和泵2的频率，此时泵1和泵2共同运行。
请继续参照图7，结合泵1和泵2组成的粗略系统效率-流量曲线(图中由左往右第1根曲线与第2根曲线交点以上的第2根曲线的部分)可见，随着流量增加，泵1和泵2共同运行的效率先升高后降低，当泵1和泵2共同运行的效率降低到第2个效率临界点(图7中的临界点2)所在的效率临界频宽内时，开启泵3，并调整泵1、泵2和泵3的频率，此时泵1、泵2和泵3共同运行。
请继续参照图7，结合泵1、泵2和泵3组成的粗略系统效率-流量曲线(图中由左往右第2根曲线与第3根曲线交点以上的第3根曲线的部分)可见，随着流量增加，泵1、泵2和泵3共同运行的效率先升高后降低，当泵1、泵2和泵3共同运行的效率降低到第3个效率临界点(图7中的临界点3)所在的效率临界频宽内时，开启泵4，并调整泵1、泵2、泵3和泵4的频率，此时泵1、泵2、泵3和泵4共同运行。
请继续参照图7，由图可见，随着流量的增加，临界点处的效率越来越高，实现了对多个水泵共同运行时的效率最大化。
可选地，请继续参照图7，当泵1、泵2、泵3和泵4共同运行的效率降低到第3个效率临界点(图7中的临界点3)所在的效率临界频宽内时，可以关闭泵4，并调整泵1、泵2和泵3的频率，此时泵1、泵2和泵3共同运行。
可选地，当4个泵同时运行时，流量大于设计点B的流量时，PLC主控机获得报警信号，可以根据3个临界效率点对4个泵进行相应的开闭。
可以理解，当泵1首先进行运行时，泵2、泵3和泵4可以理解为跟随泵。由于泵1、泵2、泵3和泵4分别是由不同的二次方控制曲线构成的，上面的分析仅为粗略估计系统效率-流量曲线，在共同运行时需要重新计算获得共同运行时的二次方控制曲线。
在本实施例中，对多个水泵共同运行时的二次方控制曲线的计算如下：
例如，泵1单独运行转泵1和泵2共同运行时，泵2的扬程以切换时泵1的扬程为准，即泵2的扬程设置为泵1的扬程，流量减半，根据此得到泵1和泵2共同运行时的二次方控制曲线。又例如，泵1、泵2和泵3共同运行时，以此时切换时泵1的扬程为准，泵2和泵3的扬程取泵1的扬程，流量除以三，根据此得到泵1、泵2和泵3共同运行时的二次方控制曲线。通过该方法得到的多个泵共同运行时的二次方控制曲线比较准确。其中，可根据多个泵共同运行时的二次方控制曲线获得多个泵共同运行时的系统效率-流量曲线如图8所示，由图可见，除开曲线的两个端点，曲线有三个转折点，即三个效率临界点，随着流量的增加，临界点处的效率越来越高，系统的效率呈螺旋形增长。由图可见，该水泵控制方法实现了对多个水泵共同运行时的效率最大化。
在上述基础上，如图9所示，本发明实施例提供了一种水泵控制装置20，所述水泵控制装置20包括：获取模块21、二次方控制曲线计算模块22、效率临界点计算模块23和控制模块24。
获取模块21，用于获得多个待控制水泵中的每个水泵的测试运行数据、并将所述测试运行数据进行存储。
由于获取模块21和图2中步骤S21的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
二次方控制曲线计算模块22，用于针对所述每个水泵，判断预设运行数据是否在该水泵的测试运行数据范围内，若所述预设运行数据在该水泵的测试运行数据范围内，计算该水泵的二次方控制曲线。
由于二次方控制曲线计算模块22和图2中步骤S22的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
效率临界点计算模块23，用于针对所述每个二次方控制曲线，获得该二次方控制曲线的效率-流量关系数据；根据所有效率-流量关系数据计算多个效率临界点，并根据各所述效率临界点设定相应的效率临界频宽；
由于效率临界点计算模块23和图2中步骤S23的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
控制模块24，用于获得各所述待控制水泵的实际运行数据，将各所述实际运行数据与各所述效率临界频宽进行比较，获得比较结果，根据所述比较结果对所述所有待控制水泵中的每个水泵的运行状态进行控制，以实现所述所有待控制水泵的运行效率最大化
由于控制模块24和图2中步骤S24的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
综上，本发明实施例所提供的水泵控制方法、装置及电子设备，能按照效率优先的原则对水泵的开启数量和运行频率进行调整，保证了多个水泵共同运行时的效率最大化。
进一步地，运行状态由传统的模拟量转化为数字量，为整个水泵系统的大数据形成和处理提供了基础。
进一步地，采用二分法原理能实现对多个效率临界点的准确求解，进一步保证了多个水泵的可靠、高效运行。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备10，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。