一种基于表盘智能识别的机泵能效实时监测系统及方法与流程

本发明涉及石油化工监测，尤其涉及一种基于表盘智能识别的机泵能效实时监测系统及方法。

背景技术：

1、由于目前石油炼化企业机泵能效运算所需电流等工艺参数，绝大多数靠现场离线仪表进行采集，需要人工进行实地巡检读数，并进行纸质纪录，采集频率低，时效性差，无法进行系统化的能效分析，导致关键性机泵能效缺乏有效的监测手段，无法实时对关键机泵能耗情况进行评估，通常若进行能效分析，需要增设算法分析服务器，会增加操作人员工作量及企业成本。现有技术中虽存在部分自动识别表盘读数信息的技术，但是其提供的数据支持仅限于仪表实时示数信息，也无法实现仪表对应机泵的作业能效分析和运算。

2、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种基于表盘智能识别的机泵能效实时监测系统及方法，在一个实施例中，所述方法包括：

2、仪表智能识别装置，其相对于被测仪表固定安装，包括表盘图像采集模块和表盘智能识别模块，用于实时采集被测仪表的表盘状态信息并基于其利用预设的表盘识别算法得到被测仪表的实时表盘读数；

3、机泵能效运算模块，其相对于被测仪表固定安装，与所述仪表智能识别装置通信连接，配置为综合实时表盘读数和能效关联工艺参数，输入预建的能效运算模型中执行边缘计算，得到当前仪表对应机泵的作业能效数据；

4、数据管理及解析模块，其配置为接收当前机泵的仪表表盘读数及作业能效数据进行关联存储，并处理生成对应图表数据面向用户展示；

5、无线传输模块，其配置为接收来自数据管理及解析模块或用户设置的能效关联工艺参数并传送至机泵能效运算模块，同时用于接收实时表盘读数和作业能效数据传送至数据管理及解析模块；

6、其中，所述能效运算模型是依据设定规模的仪表表盘读数、能效关联工艺参数和机泵能效数据训练得到的。

7、优选地，一个实施例中，所述仪表智能识别装置配置为：由表盘图像采集模块的拍摄模块获取被测仪表的实时表盘图像，输入到表盘智能识别模块中，利用预设的表盘识别算法识别实时表盘读数。

8、进一步地，一个实施例中，所述仪表智能识别装置通过以下操作识别被测仪表的实时表盘读数：

9、由表盘智能识别模块接收采集的表盘图像数据，分别提取表盘指针轮廓和表盘圆心轮廓，基于两者进行图像差值处理得到只含有指针轮廓和圆形轮廓的图像；

10、对只含有指针轮廓以及圆心轮廓的图像进行直线检测处理，得到指针的两条边线后，将两条边线连线中点与圆心连接形成的直线，作为指针的真实直线；

11、识别零度线位置，与表盘中心连线形成零度线直线，计算其与指针真实直线形成的夹角，按照夹角数据与仪表示数的关联列表得到当前表盘夹角对应的实时读数。

12、作为本发明的进一步改进，一个实施例中，所述表盘图像采集模块还包括照明组件，其配置为通过亮度传感器实时采集现场的亮度数据，结合预设的亮度识别算法识别亮度达到设定补光条件的情况，自动控制照明灯进行补光，以使表盘图像采集模块始终能够精确地采集被测仪表的表盘状态信息。

13、可选地，一个实施例中，所述能效运算模块基于下述操作通过无线传输模块获取能效关联工艺参数：

14、由数据管理及解析模块将存储的预设能效关联工艺参数通过线缆传输方式传送至无线传输模块，包括实时流量、泵入口压力和泵出口压力；

15、将用户利用移动客户端设置的能效关联参数通过有线或无线传输的方式传送至无线传输模块，包括机泵的额定电压、功率因数和介质密度；

16、所述无线传输模块将收到的能效关联工艺参数通过数据传输网关采用无线传输方式送达机泵能效运算模块。

17、进一步地，一个实施例中，所述能效运算模块配置为按下式所述的逻辑计算被测仪表对应机泵的能效：

18、

19、

20、式中：w有功为机泵有功功率，kw；u为机泵额定电压，kv；i为机泵实测电流，a；cosθ为机泵功率因数，无量纲；q为机泵实时流量，m3/h；p0为泵入口压力，mpa；p1为泵出口压力，mpa；ρ为介质密度，kg/m3；η泵效为机泵实时效率，％。

21、一个可选的实施例中，所述数据管理及解析模块通过无线传输模块接收到实时表盘读数和作业能效数据后，以机泵工艺编号为索引关联存储，结合时间信息分别绘制生成读数趋势图表信息和能效确实图表信息，为用户提供直观的数据变化展示。

22、进一步地，一个实施例中，所述数据管理及解析模块还包括异常监测模块，其配置为实时识别测得的表盘读数数值、机泵作业能效数值以及设定周期的变化幅度是否存在达到设定的异常状态指标的情况，若存在，生成预警信息并输出。

23、具体地，一个可选的实施例中，所述仪表智能识别装置配置为：由表盘智能识别模块利用canny边缘检测算法，提取表盘指针轮廓和表盘圆心轮廓。

24、一个优选的实施例中，所述仪表智能识别装置配置为：由表盘智能识别模块利用霍夫直线检测算法基于只含有指针轮廓以及圆心轮廓的图像进行直线检测处理，进行方位确认找到指针的两条边线。

25、优选地，一个实施例中其特征在于，所述表盘智能识别模块和能效运算模块采用ai智能芯片的形式集成设置，并设有对应的电源模块。

26、基于上述任意一个或多个实施例中所述系统的应用方面，本发明还提供一种基于表盘智能识别的机泵能效实时监测方法，该方法应用于上述任意一个或多个实施例中所述的系统。

27、基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现如上述实施例中所述方法的程序代码。

28、与现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

29、本发明提供的一种基于表盘智能识别的机泵能效实时监测系统及方法，该系统包括设置在装置区的仪表智能识别装置和机泵能效运算模块，通过无线传输模块与数据管理及解析模块，实时采集被测仪表的表盘状态信息，利用预设的表盘识别算法得到被测仪表的实时表盘读数；在装置区通过图像识别算法自动识别表盘实时读数，不需要借助复杂的神经网络数据识别模型，节约模型训练学习的时间；

30、结合能效关联工艺参数输入预建的能效运算模型中执行边缘计算，得到当前仪表对应机泵的作业能效数据；本发明在装置区就能够实时得到需求的能效监测结果数据，通过边缘计算实现关键机泵的实时能效运算，计算效率高且不需要独立设置计算服务器；

31、进而无线传输至数据管理及解析模块进行关联存储，并处理生成对应图表数据面向用户展示；能够为用户提供直观的数据分析支持，这样普通技术人员也能够基于监测结果做出合理精准的决策，对专业知识依赖度低，实用性更好，有助于提升设备能效监测实时性，保障装置长周期运行。

32、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。