本发明涉及水泵机组智能运行诊断技术领域，具体为一种用于防洪排涝水泵机组的智能运行诊断平台。
背景技术：
在城市化进程不断深化的基础上，对城市基础设施特别是防洪排水体系的建设提出了更高要求，若缺乏对该系统建设的关注，在遇到突发情况时，势必会给城市居民生活造成麻烦，则提高城市排涝应急能力显得尤为重要，防洪排涝最常见的方式就是通过水泵机组进行排涝，故水泵机组在运行过程中的诊断对于提高城市排涝应急能力也是重要的一环；
在申请号为cn2020108530764的专利中公开了一种防洪排涝水泵机组智能诊断平台，包括水泵机组、传感模块、数据分析模块、故障诊断模块、状态评估模块、人机交互模块、报警模块和工业交换机，水泵机组输出端与传感模块的输入端相连接，传感模块输出端与工业交换机的输入端相连接，并通过提供的智能诊断平台内部的传感模组内部的多个传感器对水泵机组各个参数进行收集并通过工业交换机传递至数据分析模块，分析出的数据传递至故障诊断模块，通过对比数据库内部的数据参数，通过状态评估模块进行状态评估，此时故障诊断模块将数据通过工业交换机反馈至传感模块；
虽然上述的现有专利能够对水泵机组进行检测，但是不能够对水泵机组同时进行运行前检测和运行过程中的检测，仅是对水泵机组的故障进行分析，同时上述现有专利不能够对水泵机组设置排放量区间，导致水泵机组运行过程中的生产成本升高，降低了水泵机组的运行效率；
针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
技术实现要素：
本发明的目的就在于提出一种用于防洪排涝水泵机组的智能运行诊断平台，是为了实现对水泵机组同时进行运行前检测和运行过程中的检测，来解决现有技术中的水泵机组故障检测的单一性分析的情况，还对水泵机组设置排放量区间，以解决水泵机组的运行效率低的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于防洪排涝水泵机组的智能运行诊断平台，包括云管理平台、运行检测单元、节能控制单元以及机械数据检测单元；
所述机械数据检测单元用于对水泵机组进行数据检测，检测后的水泵机组内水泵分为功率不合格水泵、功率不稳定水泵以及数值合格稳定水泵，将检测后的水泵机组发送至云管理平台；
所述云管理平台接收到不合格水泵或者功率不稳定水泵后，生成维护信号并将维护信号和不合格水泵或者功率不稳定水泵一同发送至工作人员的手机终端，云管理平台接收到数值合格稳定水泵后，生成运行信号并将运行信号和数值合格稳定水泵发送至运行检测单元；
所述运行检测单元用于对水泵机组内运行水泵进行运行方式划分，并对不同运行方式的水泵进行扬程检测，水泵机组检测后生成水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号，并将水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号发送至云管理平台；
所述云管理平台接收到水泵维护信号或者机组维护信号后将对应信号发送至工作人员的手机终端，云管理平台接收到机组正常信号后，生成节能控制信号并将节能控制信号发送至节能控制单元；
所述节能控制单元用于对水泵机组运行进行节能控制，对水泵机组进行分析设置排放量区间并根据排放量设置电机转速，同时将设置好的排放量区间与对应电机转速发送至云管理平台。
进一步的，机械数据检测单元具体检测过程如下：
步骤s1：将水泵机组内的水泵标记为i，i＝1，2，…，n，n为正整数，获取到水泵机组历史运行时间段，并将历史运行时间段标记为检测时间，获取到检测时间段内水泵机组的历史运行功率，并将其标记为gl，同时构建水泵机组内水泵的历史运行功率集合{gl1，gl2，…，gln}，其中，gl2表示为水泵机组内第二个水泵的历史运行功率；
步骤s2：对历史运行功率集合进行分析，通过公式
步骤s3：通过公式
步骤s4：将历史运行功率集合内子集的均值
若历史运行功率集合内子集的均值≥均值阈值，且均方根值≥均方根值阈值，则判定运行功率数值合格，进入步骤s5，数值合格表示为水泵机组的对应平均功率数值合格；
若历史运行功率集合内子集的均值与均方根值中任一数值＜对应阈值，则判定运行功率数值不合格，将水泵机组内对应水泵标记为不合格水泵，并将不合格水泵发送至云管理平台；
步骤s5：通过公式
步骤s6：将历史运行功率集合内子集的方差glz与方差阈值进行比较，具体比较过程如下：
若历史运行功率集合内子集的方差≥方差阈值，则判定历史运行功率数值不稳定，将水泵机组对应的水泵标记为功率不稳定水泵，并将功率不稳定水泵发送至云管理平台；
若历史运行功率集合内子集的方差＜方差阈值，则判定历史运行功率数值稳定，将水泵机组对应的水泵标记为数值合格稳定水泵，并将数值合格稳定水泵发送至云管理平台。
进一步的，运行检测单元具体运行检测过程如下：
步骤ss1：获取到水泵机组对应的工作区域，将工作区域划分为若干个子区域，根据水泵机组内各个水泵所在工作区域内的位置进行运行方式划分，即将同一子区域内水泵标记为串联水泵，将工作区域内不同子区域内水泵标记为并联水泵；
步骤ss2：将串联水泵标记为p，p＝1，2，…，m，将并联水泵标记为y，y＝1，2，…，o，其中，o和m均为正整数，且o+m＝n；实时获取到串联水泵扬程之和，并将串联水泵扬程之和标记为llp，实时获取到串联水泵对应连接管路额定阻抗与对应连接管路流量，并将串联水泵对应连接管路额定阻抗与对应连接管路流量分别标记为zkp和glp，串联水泵的流量相等，扬程叠加，即构建等式llp＝zkp×glp2，若等式成立，则判定串联水泵运行正常，进入步骤ss3，若等式不成立，则判定串联水泵运行不正常，生成水泵维护信号并将水泵维护信号发送至云管理平台；
步骤ss3：实时获取到并联水泵的扬程，并将并联水泵的扬程标记为bly，且并联水泵的扬程为水泵机组的总扬程，获取到各个子区域内对应串联水泵的总流量和各个子区域连接管路总阻抗，并将各个子区域内对应串联水泵的总流量和各个子区域连接管路总阻抗分别标记为zly和zky；并联水泵的扬程相等，流量叠加，即构建等式bly＝zky×zly2，若等式成立，则判定并联水泵运行正常，则判定水泵机组运行正常，生成机组正常信号并将机组正常信号发送至云管理平台，若等式不成立，则判定并联水泵机组运行不正常，生成机组维护信号并将机组维护信号发送至云管理平台。
进一步的，节能控制单元具体节能控制过程如下：
步骤t1：获取到历史最大排放量和最小排放量，并将其分别标记为排放量上限值和排放量下限值，将排放量上限值和排放量下限值之间标记为排放量区间，并将排放量区间划分为g个子区间，g＝1，2，…，v，v为正整数，且g个子区间排放量上限值与下限值的差值相同；
步骤t2：将划分的子区间按照时间顺序进行排序，获取到各个子区间的排放量上限值和排放量下限值对应的运行时刻tg，构建历史运行时刻集合{t1，t2，…，tg}；
步骤t3：获取到各个时间段内对应水泵运行过程中电机传动轴的转动速度，并将构建转动速度集合{zdt2-t1，zdt3-t2，…，zdtg-(tg-1)}，对转动速度集合进行分析，对子区间进行细化；
步骤t4：将转动速度集合内子集根据对应子区间划分顺序进行排序，若相邻子区间对应的转动速度相等，则将两个相邻子区间进行区间融合，即两个相邻子区间中最高的排放量上限值为合并后区间排放量上限值，最低的排放量下限值为合并后区间排放量下限值；若相邻子区间内对那个的转动速度不相同，则不做任何操作；
步骤t5：根据区间融合后将g个子区间内的数值进行调节，并将调节后的子区间和区间对应的转动速度发送至云管理平台；云管理平台接收到调节后的子区间和对应区间的转动速度后，当实时排放量处于对应子区间内，将子区间对应电机传动轴的转动速度发送至工作人员的手机终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过机械数据检测单元对水泵机组进行数据检测，检测后的水泵机组内水泵分为功率不合格水泵、功率不稳定水泵以及数值合格稳定水泵，将检测后的水泵机组发送至云管理平台；对历史运行功率数值进行分析，判断水泵的功率是否符合标准，将其作为运行预测条件，提高了水泵运行预测的准确性能；将历史运行功率集合内子集对应方差进行检测，从而判断水泵历史运行的功率稳定性，更加精准的进行水泵预测，防止出现运行功率数值不稳定现象导致水泵排涝效果差，同时维护不及时导致水泵寿命降低；
2、本发明中，通过运行检测单元用于对水泵机组内运行水泵进行运行方式划分，并对不同运行方式的水泵进行扬程检测，水泵机组检测后生成水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号，并将水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号发送至云管理平台；通过串联水泵检测体现出水泵机组各个子区域的运行质量，细化区域提高了水泵运行的检测准确性；通过并联水泵检测判定水泵机组整体运行状况，防止各个子区域内水泵不能够相互配合，提高了水泵机组的运行检测准确度；
3、本发明中，通过节能控制单元用于对水泵机组运行进行节能控制，对水泵机组进行分析设置排放量区间并根据排放量设置电机转速，同时将设置好的排放量区间与对应电机转速发送至云管理平台；根据历史排放量进行划分，对不同排放量合理匹配电机转速，对电机转速进行严格把控，完成排水量的同时最大程度的降低电机输出，减少生产成本从而提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种用于防洪排涝水泵机组的智能运行诊断平台，包括云管理平台、运行检测单元、节能控制单元以及机械数据检测单元，其中，云管理平台与运行检测单元、节能控制单元以及机械数据检测单元均为双向通讯连接；
机械数据检测单元用于对水泵机组进行数据检测，数据检测表示为在水泵机组运行前进行机械状态检测，机械状态检测表示为通过实时检测水泵机组的机械数据，机械数据为反映水泵机组工作状态的特征量数值的变化，对水泵机组是否正常工作进行预测，预测分析的准确性是由机械数据对水泵机组的敏感度决定的，水泵机组的机械数据包括水泵机组的电压、电流以及功率，本申请的机械数据限定为水泵机组的历史运行功率，具体检测过程如下：
步骤s1：将水泵机组内的水泵标记为i，i＝1，2，…，n，n为正整数，获取到水泵机组历史运行时间段，并将历史运行时间段标记为检测时间，获取到检测时间段内水泵机组的历史运行功率，并将其标记为gl，同时构建水泵机组内水泵的历史运行功率集合{gl1，gl2，…，gln}，其中，gl2表示为水泵机组内第二个水泵的历史运行功率；
步骤s2：对历史运行功率集合进行分析，通过公式
步骤s3：通过公式
步骤s4：将历史运行功率集合内子集的均值
若历史运行功率集合内子集的均值≥均值阈值，且均方根值≥均方根值阈值，则判定运行功率数值合格，进入步骤s5，数值合格表示为水泵机组的对应平均功率数值合格；
若历史运行功率集合内子集的均值与均方根值中任一数值＜对应阈值，则判定运行功率数值不合格，将水泵机组内对应水泵标记为不合格水泵，并将不合格水泵发送至云管理平台；
步骤s5：通过公式
步骤s6：将历史运行功率集合内子集的方差glz与方差阈值进行比较，将历史运行功率集合内子集对应方差进行检测，从而判断水泵历史运行的功率稳定性，更加精准的进行水泵预测，防止出现运行功率数值不稳定现象导致水泵排涝效果差，同时维护不及时导致水泵寿命降低，具体比较过程如下：
若历史运行功率集合内子集的方差≥方差阈值，则判定历史运行功率数值不稳定，将水泵机组对应的水泵标记为功率不稳定水泵，并将功率不稳定水泵发送至云管理平台；
若历史运行功率集合内子集的方差＜方差阈值，则判定历史运行功率数值稳定，将水泵机组对应的水泵标记为数值合格稳定水泵，并将数值合格稳定水泵发送至云管理平台；
云管理平台接收到不合格水泵或者功率不稳定水泵后，生成维护信号并将维护信号和不合格水泵或者功率不稳定水泵一同发送至工作人员的手机终端，云管理平台接收到数值合格稳定水泵后，生成运行信号并将运行信号和数值合格稳定水泵发送至运行检测单元；
运行检测单元用于对水泵机组内运行水泵进行运行方式划分，并对不同运行方式的水泵进行扬程检测，运行方式分为并联运行和串联运行两种，即并联运行和串联运行对应的水泵分别标记为并联水泵和串联水泵，具体运行检测过程如下：
步骤ss1：获取到水泵机组对应的工作区域，将工作区域划分为若干个子区域，根据水泵机组内各个水泵所在工作区域内的位置进行运行方式划分，即将同一子区域内水泵标记为串联水泵，将工作区域内不同子区域内水泵标记为并联水泵；
步骤ss2：将串联水泵标记为p，p＝1，2，…，m，将并联水泵标记为y，y＝1，2，…，o，其中，o和m均为正整数，且o+m＝n；实时获取到串联水泵扬程之和，并将串联水泵扬程之和标记为llp，实时获取到串联水泵对应连接管路额定阻抗与对应连接管路流量，并将串联水泵对应连接管路额定阻抗与对应连接管路流量分别标记为zkp和glp，串联水泵的流量相等，扬程叠加，即构建等式llp＝zkp×glp2，若等式成立，则判定串联水泵运行正常，进入步骤ss3，若等式不成立，则判定串联水泵运行不正常，生成水泵维护信号并将水泵维护信号发送至云管理平台，通过串联水泵检测体现出水泵机组各个子区域的运行质量，细化区域提高了水泵运行的检测准确性；
步骤ss3：实时获取到并联水泵的扬程，并将并联水泵的扬程标记为bly，且并联水泵的扬程为水泵机组的总扬程，获取到各个子区域内对应串联水泵的总流量和各个子区域连接管路总阻抗，并将各个子区域内对应串联水泵的总流量和各个子区域连接管路总阻抗分别标记为zly和zky；并联水泵的扬程相等，流量叠加，即构建等式bly＝zky×zly2，若等式成立，则判定并联水泵运行正常，则判定水泵机组运行正常，生成机组正常信号并将机组正常信号发送至云管理平台，若等式不成立，则判定并联水泵机组运行不正常，生成机组维护信号并将机组维护信号发送至云管理平台，通过并联水泵检测判定水泵机组整体运行状况，防止各个子区域内水泵不能够相互配合，提高了水泵机组的运行检测准确度；
云管理平台接收到水泵维护信号或者机组维护信号后将对应信号发送至工作人员的手机终端，云管理平台接收到机组正常信号后，生成节能控制信号并将节能控制信号发送至节能控制单元；
节能控制单元用于对水泵机组运行进行节能控制，提高了水泵机组的运行效率，减少水泵机组空转的现象，具体节能控制过程如下：
步骤t1：获取到历史最大排放量和最小排放量，并将其分别标记为排放量上限值和排放量下限值，将排放量上限值和排放量下限值之间标记为排放量区间，并将排放量区间划分为g个子区间，g＝1，2，…，v，v为正整数，且g个子区间排放量上限值与下限值的差值相同；
步骤t2：将划分的子区间按照时间顺序进行排序，获取到各个子区间的排放量上限值和排放量下限值对应的运行时刻tg，构建历史运行时刻集合{t1，t2，…，tg}；
步骤t3：获取到各个时间段内对应水泵运行过程中电机传动轴的转动速度，并将构建转动速度集合{zdt2-t1，zdt3-t2，…，zdtg-(tg-1)}，对转动速度集合进行分析，对子区间进行细化；
步骤t4：将转动速度集合内子集根据对应子区间划分顺序进行排序，若相邻子区间对应的转动速度相等，则将两个相邻子区间进行区间融合，即两个相邻子区间中最高的排放量上限值为合并后区间排放量上限值，最低的排放量下限值为合并后区间排放量下限值；若相邻子区间内对那个的转动速度不相同，则不做任何操作；
步骤t5：根据区间融合后将g个子区间内的数值进行调节，并将调节后的子区间和区间对应的转动速度发送至云管理平台；云管理平台接收到调节后的子区间和对应区间的转动速度后，当实时排放量处于对应子区间内，将子区间对应电机传动轴的转动速度发送至工作人员的手机终端，根据历史排放量进行划分，对不同排放量合理匹配电机转速，对电机转速进行严格把控，完成排水量的同时最大程度的降低电机输出，减少生产成本从而提高了工作效率。
本发明的工作原理：
在工作时，通过机械数据检测单元对水泵机组进行数据检测，检测后的水泵机组内水泵分为功率不合格水泵、功率不稳定水泵以及数值合格稳定水泵，将检测后的水泵机组发送至云管理平台；通过运行检测单元用于对水泵机组内运行水泵进行运行方式划分，并对不同运行方式的水泵进行扬程检测，水泵机组检测后生成水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号，并将水泵维护信号或者机组维护信号或者机组正常信号发送至云管理平台；通过节能控制单元用于对水泵机组运行进行节能控制，对水泵机组进行分析设置排放量区间并根据排放量设置电机转速，同时将设置好的排放量区间与对应电机转速发送至云管理平台。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。