一种基于工业数据处理的泵阀联控方法、设备及介质与流程

本发明涉及工业数据处理，特别是一种基于工业数据处理的泵阀联控方法、设备及介质。

背景技术：

1、在工业流体输送、循环供液、冷却及配液等过程控制场景中，共用变频泵与多支路调节阀构成的泵阀联控方式被广泛用于实现流量分配与运行状态调节，现有技术通常依托流量传感器、阀位反馈及变频驱动装置采集各支路实际流量、调节阀开度和泵运行频率，并由工业控制器根据设定流量与实际运行状态形成控制指令，对调节阀开度或变频泵频率进行协调调节，现有技术能够结合现场过程数据反映负载变化和管网运行状态，通过反馈控制改善支路流量调节的及时性与稳定性，并可根据不同工艺需求对多个并联支路实施连续调节，随着工业自动化、在线监测和数字化控制技术的发展，泵阀联控逐步由单一设备调节向多变量协同控制发展，在化工、制药、食品、暖通及其他工业流体输送领域具有较高的应用价值。

2、现有技术在并联支路共同受同一变频泵作用时，目标支路调节引起的非目标支路流量变化通常缺少按变化方向和变化程度统一判定泵频率介入、继续或恢复的依据，难以形成稳定的支路耦合恢复路径，既往已经完成的恢复过程通常未用于后续相同条件下泵频率初始调整权限的判断，容易产生重复试探。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明提供了一种基于工业数据处理的泵阀联控方法，解决并联支路耦合条件下非目标支路流量恢复判断不明确和成功恢复结果难以用于后续泵频率初始调整判断的问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

4、第一方面，本发明提供了一种基于工业数据处理的泵阀联控方法，其包括：

5、采集共用变频泵频率和并联支路目标流量、实际流量及调节阀开度，按目标流量变化确定目标支路和目标阀，剩余调节阀开度保持不变的并联支路为非目标支路，当泵频率和非目标支路调节阀开度不变且相邻观察段量化结果一致时，保存基准流量，并将泵频率和目标阀开度保存为泵阀状态。

6、目标阀按目标流量方向独立改变开度，按非目标支路流量相对基准流量的偏移生成量化偏移序列，当同向非零偏移时，冻结目标阀并开放泵频率调整，当异向偏移时，恢复泵阀状态。

7、根据同向非零的量化偏移序列改变泵频率并保持调节阀开度不变，根据基准流量更新量化偏移序列，当更新后的量化偏移序列全部量化偏移消除时停止，当更新后的量化偏移序列仍存在非零量化偏移、各非目标支路量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前均不增大，且本次改变泵频率前至少一个非零量化偏移的绝对值在本次改变泵频率后减小时，继续改变泵频率，当任一量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前增大、任一量化偏移越过基准流量或方向分化时恢复泵阀状态。

8、根据量化偏移序列的恢复结果确认泵阀状态，保存成功恢复的量化偏移序列，当目标支路再次调节时，判断泵频率调整，当未达到目标流量时，重新建立基准流量并继续调节，当达到目标流量时，输出泵阀状态。

9、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述按目标流量变化确定目标支路和目标阀，剩余调节阀开度保持不变的并联支路为非目标支路，当泵频率和非目标支路调节阀开度不变且相邻观察段量化结果一致时，保存基准流量，并将泵频率和目标阀开度保存为泵阀状态，具体步骤为：

10、当只有一条并联支路目标流量发生变化时，将目标流量发生变化的并联支路确定为目标支路，将目标支路上的调节阀确定为目标阀，当多条并联支路目标流量同时发生变化时，选择目标流量变化指令最早进入工业控制器的一条并联支路作为目标支路，当多个目标流量变化指令具有相同进入时刻时，按固定支路编号顺序选择编号靠前的一条并联支路作为目标支路，剩余调节阀开度保持不变的并联支路作为非目标支路。

11、保持共用变频泵频率和全部非目标支路调节阀开度不变，观察段时长取全部流量采集设备的响应时间、全部流量采集设备的流量采样周期、全部调节阀的开度反馈刷新周期及共用变频泵的频率反馈刷新周期中的最大时间，连续取得两个相邻观察段。

12、对各非目标支路有效采样值计算算术平均流量，将算术平均流量与同一非目标支路流量采集设备的最小可分辨流量变化量的比值整数部分作为流量量化结果，当两个相邻观察段内全部非目标支路流量量化结果逐支路一致时，将后一观察段的算术平均流量保存为各非目标支路基准流量，同时保存后一观察段各非目标支路的流量量化结果作为基准流量量化结果，并将后一观察段目标支路有效采样值的算术平均流量保存为目标支路实际流量，将当前共用变频泵频率和当前目标阀开度共同保存为泵阀状态。

13、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述目标阀按目标流量方向独立改变开度，具体步骤为：

14、比较目标支路目标流量与基准流量建立过程中保存的目标支路实际流量的绝对差值和目标支路流量采集设备的最小可分辨流量变化量，当绝对差值不足一个最小可分辨流量变化量时，不执行目标阀开度动作，当绝对差值不少于一个最小可分辨流量变化量时，只开放目标阀一次开度动作权限。

15、当目标支路目标流量大于目标支路实际流量时，增加目标阀开度，当目标支路目标流量小于目标支路实际流量时，减小目标阀开度。

16、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述按非目标支路流量相对基准流量的偏移生成量化偏移序列，当同向非零偏移时，冻结目标阀并开放泵频率调整，当异向偏移时，恢复泵阀状态，具体步骤为：

17、目标阀完成动作后，当目标支路当前算术平均流量相对于基准流量建立过程中保存的目标支路实际流量沿目标流量方向形成至少一个完整最小可分辨流量变化时，计算各非目标支路当前算术平均流量与基准流量之间的流量差。

18、将流量差绝对值与同一非目标支路流量采集设备的最小可分辨流量变化量的比值整数部分作为完整最小可分辨流量变化数量，当当前算术平均流量高于基准流量时，记录为正方向量化偏移，当当前算术平均流量低于基准流量时，记录为负方向量化偏移，当流量差不足一个完整最小可分辨流量变化量时，记录为零量化偏移，按固定支路编号顺序排列全部非目标支路量化偏移生成量化偏移序列。

19、当量化偏移序列至少存在一个非零量化偏移且全部非零量化偏移均为正方向或全部均为负方向时，冻结目标阀当前开度并开放共用变频泵频率调整，将目标阀动作完成后且共用变频泵尚未改变频率时形成的量化偏移序列保存为本轮初始量化偏移序列。

20、当量化偏移序列同时存在正方向量化偏移和负方向量化偏移时，不开放共用变频泵频率调整，并恢复基准流量建立过程中保存的泵阀状态。

21、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述根据同向非零的量化偏移序列改变泵频率并保持调节阀开度不变，具体步骤为：

22、当全部非零量化偏移为正方向量化偏移时，降低共用变频泵频率，当全部非零量化偏移为负方向量化偏移时，提高共用变频泵频率。

23、共用变频泵频率调整期间保持目标阀和全部非目标支路调节阀开度不变，每条频率指令只改变变频设备能实际执行并由采集到的共用变频泵频率明确区分的最小频率变化量。

24、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述根据基准流量更新量化偏移序列，当更新后的量化偏移序列全部量化偏移消除时停止，当更新后的量化偏移序列仍存在非零量化偏移、各非目标支路量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前均不增大，且本次改变泵频率前至少一个非零量化偏移的绝对值在本次改变泵频率后减小时，继续改变泵频率，当任一量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前增大、任一量化偏移越过基准流量或方向分化时恢复泵阀状态，具体步骤为：

25、每次共用变频泵频率调整完成后，使用建立基准流量时相同的观察段时长和相邻观察段一致条件取得各非目标支路算术平均流量，并始终使用基准流量建立过程中保存的基准流量重新生成量化偏移序列。

26、当更新后的量化偏移序列全部量化偏移消除时，停止改变共用变频泵频率，当更新后的量化偏移序列仍存在非零量化偏移，各非目标支路量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前均不增大，且本次改变泵频率前至少一个非零量化偏移的绝对值在本次改变泵频率后减小时，开放下一次共用变频泵频率调整权限。

27、当任一非目标支路量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前增大、量化偏移越过基准流量形成与本轮初始量化偏移序列的非零方向相反的非零量化偏移或量化偏移序列同时出现正方向量化偏移和负方向量化偏移时，认定共用变频泵频率调整恢复失败，停止改变共用变频泵频率并恢复基准流量建立过程中保存的泵阀状态。

28、当更新后的量化偏移序列仍存在非零量化偏移，且各非目标支路量化偏移的绝对值相对于本次改变泵频率前均不增大但本次改变泵频率前全部非零量化偏移的绝对值在本次改变泵频率后均未减小，或共用变频泵到达连续变频工作边界且更新后的量化偏移序列仍存在非零量化偏移时，认定共用变频泵频率调整恢复失败并恢复泵阀状态。

29、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述保存成功恢复的量化偏移序列，当目标支路再次调节时，判断泵频率调整，具体步骤为：

30、当目标阀独立动作后形成同向非零量化偏移并经过共用变频泵频率调整使全部量化偏移消除时，将本轮初始量化偏移序列保存为成功恢复量化偏移序列，并保存基准流量量化结果、目标阀、目标阀动作方向、非目标支路编号及非目标支路排列顺序。

31、目标支路再次调节时，当存在目标阀相同、目标阀动作方向相同、非目标支路编号相同、非目标支路排列顺序相同且基准流量量化结果逐支路一致的成功恢复量化偏移序列，本轮初始量化偏移序列与成功恢复量化偏移序列的非零方向相同，且本轮初始量化偏移序列中每条非目标支路量化偏移的绝对值均不大于成功恢复量化偏移序列中同一非目标支路量化偏移的绝对值时，开放连续共用变频泵频率调整权限。

32、当不存在满足全部条件的成功恢复量化偏移序列时，只开放一个最小频率变化量的首次共用变频泵频率调整权限，首次一个最小频率变化量完成后，只有各非目标支路量化偏移的绝对值相对于首次共用变频泵频率调整前均不增大，且首次共用变频泵频率调整前至少一个非零量化偏移的绝对值在首次共用变频泵频率调整后减小时，才将首次共用变频泵频率调整权限转为连续共用变频泵频率调整权限。

33、作为本发明所述基于工业数据处理的泵阀联控方法的一种优选方案，其中：所述当未达到目标流量时，重新建立基准流量并继续调节，当达到目标流量时，输出泵阀状态，具体步骤为：

34、泵阀状态确认后，取得目标支路当前算术平均流量，并比较目标支路当前算术平均流量与目标流量的绝对差值和目标支路流量采集设备的最小可分辨流量变化量。

35、当绝对差值小于一个最小可分辨流量变化量时，认定目标支路达到目标流量，并输出已经确认的泵阀状态。

36、当绝对差值不少于一个最小可分辨流量变化量且目标阀未到达可调开度边界时，认定目标支路未达到目标流量，保持已经确认的泵阀状态，重新建立基准流量，再开放目标阀下一次最小开度动作权限。

37、当绝对差值不少于一个最小可分辨流量变化量且目标阀到达可调开度边界时，保持最近一次确认的泵阀状态，并输出目标阀到达可调开度边界且目标支路未达到目标流量的控制结果。

38、第二方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于工业数据处理的泵阀联控方法的任一步骤。

39、第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于工业数据处理的泵阀联控方法的任一步骤。

40、本发明有益效果为：通过将目标阀独立动作引起的非目标支路流量变化转化为量化偏移序列，并依据量化偏移序列统一确定共用变频泵频率调整的介入、继续、停止及泵阀状态恢复，使并联支路耦合条件下的泵阀联控形成明确的恢复路径，利用成功恢复量化偏移序列判断目标支路再次调节时共用变频泵最初取得的频率调整权限，使已完成的实际恢复结果能够参与后续调节，减少重复试探并提高泵阀联控过程的连续性和实际可执行性。