CN117664622B - 一种供水设备的自动化性能测试方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例公开了一种供水设备的自动化性能测试方法、装置及电子设备。该方法包括获取测试指令，确定待测供水设备的额定流量；基于区间值设置额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区；基于预设分配比例将测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量；基于第一步长和第一采样数量在高密度采样区中均匀设置采样点；基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度；计算待测供水设备的性能数据，直至得到所有目标流量对应的性能数据后，生成待测供水设备的性能曲线。本说明书实施例能够提高性能测试的测试精度，且整个过程能够自动化执行，无需人工在测试过程中参与，降低了测试成本，提高了测试效率。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及数据处理技术，尤其涉及一种供水设备的自动化性能测试方法、装置及电子设备。
背景技术
供水设备性能试验的过程一般为，通过传感器采集流量、转速、转矩、进出口压力等实时模拟电信号，经过信号调理转换装置转换为计算机能识别的数字信号，由数据采集卡传送到计算机，再通过计算机上的软件对初始数据进行滤波处理和分析计算，从而得出扬程、轴功率、效率等性能参数，最后绘制相应性能曲线并对其显示和保存。传统的供水设备性能试验，在试验操作和记录数据上都是通过手动的方式进行，存在着测量周期较长，测量精度和效率较低，劳动强度大等问题。随着自动化、计算机技术快速的发展以及在工业领域的应用，目前存在一些通过测试装置进行计算机自动化测试的方式，但这样方式要么自动化程度低，仍然需要人工参与测试过程，要么数据处理的精度较低。因此，目前还没有一种能够全过程自动化，且能够精准拟合出性能曲线的供水设备性能测试方式。
发明内容
为了解决上述问题，本说明书一个或多个实施例描述了一种供水设备的自动化性能测试方法、装置及电子设备。
根据第一方面，提供了一种供水设备的自动化性能测试方法，所述方法包括：
获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
基于预设分配比例将所述测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
优选的，所述基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，包括：
将所述当前流量与目标流量的流量差值的平方设置为位置追踪偏差值，基于所述位置追踪偏差值设置死区控制算法，并基于增量式PID控制算法和死区控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，用以使所述位置追踪偏差值不大于预设的可调参数时PID不输出，且所述位置追踪偏差值大于所述可调参数时PID正常输出。
优选的，所述将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，包括：
将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，并将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长，所述目标采样时长基于所述测试采样点数确定。
优选的，所述将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长之前，还包括：
在预设的数据库中查询所述测试采样点数，得到目标采样时长，所述数据库中存储有测试采样点数和目标采样时长之间的映射关系，所述测试采样点数与目标采样时长呈负相关。
优选的，所述计算所述待测供水设备的性能数据，包括：
获取所述待测供水设备的采集数据，基于所述采集数据计算所述待测供水设备的性能数据，所述采集数据包括单次采集流量、进口压力、出口压力、进口流速、出口流速、进口取压点离基准面高度和出口取压点离基准面高度，所述性能数据包括实际流量、总扬程、供水设备水功率和供水设备效率。
优选的，所述获取所述待测供水设备的采集数据之后，还包括：
基于数字滤波算法剔除所述采集数据中的异常数据。
优选的，所述生成所述待测供水设备的性能曲线，包括：
生成所述待测供水设备的性能曲线和平均能耗评价指数，所述性能曲线包括流量-扬程曲线、流量-功率曲线和流量-效率曲线。
根据第二方面，提供了一种供水设备的自动化性能测试装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
第一设置模块，用于将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
计算模块，用于基于预设分配比例将所述测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
第二设置模块，用于基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
调节模块，用于基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
生成模块，用于每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
根据第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述处理器与所述存储器相连；
所述存储器，用于存储可执行程序代码；
所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法的步骤。
根据第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式提供的方法。
本说明书实施例提供的方法及装置，能够通过变步长流量调节的方式在额定流量对应的流量可变范围内以不同的步长设置采样点，使得对性能曲线影响更大的高密度采样区的步长更小，相同范围内采样的数据更多，结合增量式PID控制算法对阀门开度更为精准的控制，保证了获得的性能数据的有效性和准确性，性能曲线更符合待测供水设备的实际情况，提高了性能测试的测试精度。且整个过程能够自动化执行，无需人工在测试过程中参与，降低了测试成本，提高了测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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申请的一些实施例，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是本说明书一个实施例中供水设备性能测试***的结构示意图。
图2是本说明书一个实施例中在一种供水设备的自动化性能测试方法的流程示意图。
图3是本说明书一个实施例中生成的流量-扬程曲线的示意图。
图4是本说明书一个实施例中生成的流量-功率曲线的示意图。
图5是本说明书一个实施例中生成的流量-效率曲线的示意图。
图6是本说明书一个实施例中在一种供水设备的自动化性能测试装置的结构示意图。
图7是本说明书一个实施例中在一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在下述介绍中，术语“第一”、“第二”仅为用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下述介绍提供了本申请的多个实施例，不同实施例之间可以替换或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含特征A、B、C，另一个实施例包含特征B、D，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
下面的描述提供了示例，并且不对权利要求书中阐述的范围、适用性或示例进行限制。可以在不脱离本申请内容的范围的情况下，对描述的元素的功能和布置做出改变。各个示例可以适当省略、替代或添加各种过程或组件。例如所描述的方法可以以所描述的顺序不同的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，可以将关于一些示例描述的特征组合到其他示例中。
请参阅图1，图1示出了本说明书实施例提供的一种供水设备的自动化性能测试方法的***架构示意图。
如图1所示，该供水设备的自动化性能测试的***架构至少可以包括由稳压罐、阀门、管路、传感***、电控***、配电***、供水设备以及上位机组成；通过电动调节阀控制供水设备的流量，测试不同运行工况，实现供水设备性能的自动测量。
在此***中，电控***的PLC采集进口压力传感器、出口压力传感器、流量传感器、温度传感器、转速传感器以及电参数（电流、电压和功率）相关数据；这些数据通过以太网通信传输至上位机，同时上位机向PLC写入数据，从而控制阀门和变频器，实现流量的控制和供水设备运行转速的控制；试验所涉及的电参数（电流、电压和功率）由电参数测量仪进行测量，其他的各类参数均由对应的传感器进行采集和传输，采集信号经过PLC传递给上位机，实时监测试验过程中的各项数据。
此外，需要说明的是，图1所示的仅仅是本公开提供的一种***，在实际应用中，还可以包括其他***。
接下来请参阅图2，图2示出了本说明书实施例提供的一种供水设备的自动化性能测试方法的整体流程图，该一种供水设备的自动化性能测试方法可以用于上述***的上位机中。
如图2所示，图2是本申请实施例提供的一种供水设备的自动化性能测试方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述方法包括：
S101、获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数。
在本说明书实施例中，工作人员在测试***中安装好了需要进行性能测试的待测试供水设备后，工作人员会通过手机、电脑等终端进行操作，以向上位机发送测试指令。上位机接收到测试指令后，会解析测试指令，以获取到工作人员所设置的待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数，并开始进行自动化测试过程。其中，流量可变范围可以理解为流量可以变化的上下限范围，即表征了流量可以调整的最大值和最小值。流量可变范围和额定流量会根据进行测试的待测供水设备的型号不同，而被设置成不同的数值，以符合该待测供水设备的实际情况。
S102、将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区。
其中，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间。
在本说明书实施例中，上位机首先会根据额定流量设置高密度采样区和低密度采样区，高密度采样区即为采样点分布更密集的采样区域，低密度采样区即为采样点分布更稀疏的采样区域。显然，在供水设备的性能曲线中，额定流量附近的数据是更重要的，应该更加保证相应性能数据的准确性，也即应该设置更多的采样点。因此，上位机将以额定流量周围区间值的范围作为高密度采样区，其他范围作为低密度采样区。
作为一种示例，假设额定流量为，且预设倍率为0.1倍，则区间值为/>，那么高密度采样区为/>，低密度采样区为/>。其中，/>为最大测量流量值。
S103、基于预设分配比例将所述测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长。
其中，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长。
在本说明书实施例中，工作人员可以根据对待测供水设备的实际情况的预估，结合经验预先在上位机中设置好了预设分配比例。上位机将根据预设分配比例对测试采样数量进行划分，划分后的第一采样数量为高密度采样区中设置的采样点的数量，第二采样数量为低密度采样区中设置的采样点的数量。由于高密度采样区中采集到的数据对于性能曲线的影响更大，更加重要，上位机应该避免第二采样数量大于第一采样数量。如果按照预设分配比例划分后第二采样数量大于第一采样数量，上位机可以不按照预设分配比例进行划分，直接对测试采样数量进行均分。接着，上位机将根据相应的步长计算公式对采样数量、额定流量和区间值进行计算，以得到第一步长和第二步长。第一步长和第二步长即为高密度采样区和低密度采样区中设置采样点的间距。
作为一种示例，仍以前述示例中的额定流量和区间值为例，步长计算可以如下：
其中，为流量增加步长，/>为当前流量值，/>为最大测量流量值。
S104、基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量。
在本说明书实施例中，得到了第一步长和第二步长之后，上位机会分别根据第一步长和第一采样数量在高密度采样区中均匀设置采样点，以及根据第二步长和第二采样数量在低密度采样区中均匀设置采样点。每一个采样点即为一个需要进行性能数据的采集的测量点，由于采样点的位置已经固定，上位机通过采样点在流量可变范围内的位置，即可以确定出每一个采样点对应的目标流量，各个目标流量即为接下来需要实际控制待测供水设备产生的流量，以便进行各个性能数据的获取。
S105、基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量。
在本说明书实施例中，确定了各个目标流量后，上位机将通过增量式PID控制算法对待测供水设备的阀门开度进行调节，以通过对阀门开度的控制实现对待测供水设备的当前流量的控制，进而将当前流量依次调整为各个目标流量，并对目标流量位置下的各个传感器数据进行采集收集，以便后续计算相应的性能数据。
其中，增量式PID控制算法的表达式为：
其中，为采样序号；/>是第/>次采样的输出值；/>为第/>次采样的输入偏差值；/>第/>次采样输入偏差值；/>为积分系数；/>为微分系数。
阀门实际的控制量u可以由下式计算得到：
在一种可实施方式中，所述基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，包括：
将所述当前流量与目标流量的流量差值的平方设置为位置追踪偏差值，基于所述位置追踪偏差值设置死区控制算法，并基于增量式PID控制算法和死区控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，用以使所述位置追踪偏差值不大于预设的可调参数时PID不输出，且所述位置追踪偏差值大于所述可调参数时PID正常输出。
在本说明书实施例中，为了减少控制器的过度调节与振荡，确保***的稳定性和安全性，且为了在小流量情况下，提高控制的精度以及响应时间，本申请将当前流量与目标流量的流量差值的平方设置为位置追踪偏差值，并对位置追踪偏差值进行死区设置。位置追踪偏差值即为增量式PID控制算法中的输入偏差值。死区控制算法可以为：
其中，为位置跟踪偏差，/>为可调参数，当/>小于/>时，输出为0，相反，则为PID输出。
在一种可实施方式中，所述将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，包括：
将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，并将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长，所述目标采样时长基于所述测试采样点数确定。
在本说明书实施例中，为了保证当前流量调节到各个目标流量的时候，传感器能够充分的进行相关数据的采集，还会根据测试采样点数确定目标采样时长。每次当前流量到达一个目标流量后，都会保持目标采样时长。
作为一种示例，测试采样点数越大，目标采样时长则越小。例如当测试采样点数不大于10时，目标采样时长可以为10s，当测试采样点数大于10时，目标采样时长可以为5s。
在一种可实施方式中，所述将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长之前，还包括：
在预设的数据库中查询所述测试采样点数，得到目标采样时长，所述数据库中存储有测试采样点数和目标采样时长之间的映射关系，所述测试采样点数与目标采样时长呈负相关。
在本说明书实施例中，目标采样时长可以根据预设的数据库查询得到。工作人员预先会为不同的测试采样点数设置好对应不同的目标采样时长，并汇总这些数据，构建出数据库，并在数据库中存储二者之间的映射关系。实际处理过程中，上位机只需要根据测试采样点数查询数据库，即可得到相应的目标采样时长。
S106、每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
在本说明书实施例中，在流量到达设定的目标流量后，需要判断数据是否已经稳定，流量的稳定性判据可以为采样流量点对应数值的+/-3%。在当前流量稳定在目标流量后，上位机会通过传感器采集待测供水设备的进出口压力、进出口流速等参数数据，并对流量、总扬程、设备效率等性能数据进行计算。在所有采样点的性能数据都计算得到之后，上位机便会根据这些性能数据，分别生成每一种性能数据对应的性能曲线，并将性能曲线进行展示，以通过性能曲线表征待测供水设备的性能情况。其中，流量虽然是性能数据的一种，但其实在判断当前流量是否稳定的过程中，已经通过传感器数据中的流量采集值确定了流量数据，只是在后续过程中还会将其作为性能数据进行收集。
在一种可实施方式中，所述计算所述待测供水设备的性能数据，包括：
获取所述待测供水设备的采集数据，基于所述采集数据计算所述待测供水设备的性能数据，所述采集数据包括单次采集流量、进口压力、出口压力、进口流速、出口流速、进口取压点离基准面高度和出口取压点离基准面高度，所述性能数据包括实际流量、总扬程、供水设备水功率和供水设备效率。
在本说明书实施例中，性能数据主要包括实际流量、总扬程、供水设备水功率和供水设备效率。性能数据均是根据传感器采集到的采集数据确定。实际流量Q可以直接根据流量传感器采集得到，供水设备的总扬程H定义为流体单位重量的有用能量，计算式如下：
其中，和/>代表供水设备进口压力和出口压力，/>和/>代表供水设备进口流速和出口流速，/>和/>代表供水设备进口取压点离基准面高度和供水设备出口取压点离基准面高度，/>为介质密度，/>为重力加速度。
供水设备水功率的计算公式如下：
供水设备效率的计算公式如下：
其中，是供水设备的轴功率。
在一种可实施方式中，所述获取所述待测供水设备的采集数据之后，还包括：
基于数字滤波算法剔除所述采集数据中的异常数据。
在本说明书实施例中，将会采用数字滤波算法对流量值进行处理，以降低随机误差，具体计算式如下：
其中，为当前流量，n为采集次数，/>为单次采集的流量值；为了减少噪声脉冲，将剔除首尾两个最大数据。
在一种可实施方式中，所述生成所述待测供水设备的性能曲线，包括：
生成所述待测供水设备的性能曲线和平均能耗评价指数，所述性能曲线包括流量-扬程曲线、流量-功率曲线和流量-效率曲线。
在本说明书实施例中，将采用最小二乘矩阵法求解流量-扬程Q-H拟合曲线方程，即求：
其中，，/>，/>，/>，/>，这五个系数通过采用矩阵法进行求解，求解过程如下：
将各个采集点的采集数据代入上式，即可求得/>，/>，/>，/>，/>这五个系数。
同样，采用最小二乘矩阵法求解流量-功率Q-P拟合曲线方程，即求：
其中，这五个系数通过采用矩阵法进行求解，其求解过程与Q-H类似，这里不再重复说明。
同样，采用最小二乘矩阵法求解流量-效率拟合曲线方程，即求：
其中，这五个系数通过采用矩阵法进行求解，其求解过程与Q-H类似，这里不再重复说明。
最终绘制的供水设备流量-扬程、流量-功率和流量-效率曲线可以如图3、图4、图5所示。
此外，以每立方水增压100米所消耗的千瓦时为核心思想，本申请还提出供水设备能耗评价指数e，以不同测点下的流量、扬程以及功率为基础数据，计算供水设备能耗评价指数如下：
其中，P为功率，单位为kW；Q为流量，单位为；H为扬程，单位为m。对所有能耗评价指数求平均值，即可得到平均能耗评价指数。
下面将结合附图6，对本申请实施例提供的供水设备的自动化性能测试装置进行详细介绍。需要说明的是，附图6所示的供水设备的自动化性能测试装置，用于执行本申请图2所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本申请图2所示的实施例。
请参见图6，图6是本申请实施例提供的一种供水设备的自动化性能测试装置的结构示意图。如图6所示，所述装置包括：
获取模块601，用于获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
第一设置模块602，用于将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
计算模块603，用于基于预设分配比例将所述测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
第二设置模块604，用于基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
调节模块605，用于基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
生成模块606，用于每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
在一种可实施方式中，调节模块605具体用于：
将所述当前流量与目标流量的流量差值的平方设置为位置追踪偏差值，基于所述位置追踪偏差值设置死区控制算法，并基于增量式PID控制算法和死区控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，用以使所述位置追踪偏差值不大于预设的可调参数时PID不输出，且所述位置追踪偏差值大于所述可调参数时PID正常输出。
在一种可实施方式中，调节模块605具体还用于：
将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，并将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长，所述目标采样时长基于所述测试采样点数确定。
在一种可实施方式中，调节模块605具体还用于：
在预设的数据库中查询所述测试采样点数，得到目标采样时长，所述数据库中存储有测试采样点数和目标采样时长之间的映射关系，所述测试采样点数与目标采样时长呈负相关。
在一种可实施方式中，生成模块606具体用于：
获取所述待测供水设备的采集数据，基于所述采集数据计算所述待测供水设备的性能数据，所述采集数据包括单次采集流量、进口压力、出口压力、进口流速、出口流速、进口取压点离基准面高度和出口取压点离基准面高度，所述性能数据包括实际流量、总扬程、供水设备水功率和供水设备效率。
在一种可实施方式中，生成模块606具体还用于：
基于数字滤波算法剔除所述采集数据中的异常数据。
在一种可实施方式中，生成模块606具体还用于：
生成所述待测供水设备的性能曲线和平均能耗评价指数，所述性能曲线包括流量-扬程曲线、流量-功率曲线和流量-效率曲线。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例的技术方案可借助软件和/或硬件来实现。本说明书中的“单元”和“模块”是指能够独立完成或与其他部件配合完成特定功能的软件和/或硬件，其中硬件例如可以是现场可编程门阵列（Field－ProgrammableGate Array，FPGA）、集成电路（Integrated Circuit，IC）等。
本申请实施例的各处理单元和/或模块，可通过实现本申请实施例所述的功能的模拟电路而实现，也可以通过执行本申请实施例所述的功能的软件而实现。
参见图7，其示出了本申请实施例所涉及的一种电子设备的结构示意图，该电子设备可以用于实施图2所示实施例中的方法。如图7所示，电子设备700可以包括：至少一个处理器701，至少一个网络接口704，用户接口703，存储器705，至少一个通信总线702。
其中，通信总线702用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口703可以包括显示屏（Display）、摄像头（Camera），可选用户接口703还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口704可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。
其中，处理器701可以包括一个或者多个处理核心。处理器701利用各种接口和线路连接整个电子设备700内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器705内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器705内的数据，执行电子设备700的各种功能和处理数据。可选的，处理器701可以采用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、可编程逻辑阵列（Programmable Logic Array，PLA）中的至少一种硬件形式来实现。处理器701可集成中央中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、图像中央处理器（Graphics ProcessingUnit，GPU）和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器701中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器705可以包括随机存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括只读存储器（Read-OnlyMemory）。可选的，该存储器705包括非瞬时性计算机可读介质（non-transitory computer-readable storage medium）。存储器705可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器705可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器705可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。如图7所示，作为一种计算机存储介质的存储器705中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及程序指令。
在图7所示的电子设备700中，用户接口703主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器701可以用于调用存储器705中存储的供水设备的自动化性能测试应用程序，并具体执行以下操作：
获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
基于预设分配比例将所述测试采样数量划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、DVD、CD-ROM、微型驱动器以及磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米***（包括分子存储器IC），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元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器中。基于这样的理解，本申请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全部或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器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取器（Random AccessMemory，RAM）、磁盘或光盘等。
以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种供水设备的自动化性能测试方法，其特征在于，所述方法包括：
获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
基于预设分配比例将所述测试采样点数划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，包括：
将所述当前流量与目标流量的流量差值的平方设置为位置追踪偏差值，基于所述位置追踪偏差值设置死区控制算法，并基于增量式PID控制算法和死区控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，用以使所述位置追踪偏差值不大于预设的可调参数时PID不输出，且所述位置追踪偏差值大于所述可调参数时PID正常输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，包括：
将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量，并将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长，所述目标采样时长基于所述测试采样点数确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述当前流量依次在各所述目标流量的位置保持目标采样时长之前，还包括：
在预设的数据库中查询所述测试采样点数，得到目标采样时长，所述数据库中存储有测试采样点数和目标采样时长之间的映射关系，所述测试采样点数与目标采样时长呈负相关。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述待测供水设备的性能数据，包括：
获取所述待测供水设备的采集数据，基于所述采集数据计算所述待测供水设备的性能数据，所述采集数据包括单次采集流量、进口压力、出口压力、进口流速、出口流速、进口取压点离基准面高度和出口取压点离基准面高度，所述性能数据包括实际流量、总扬程、供水设备水功率和供水设备效率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测供水设备的采集数据之后，还包括：
基于数字滤波算法剔除所述采集数据中的异常数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成所述待测供水设备的性能曲线，包括：
生成所述待测供水设备的性能曲线和平均能耗评价指数，所述性能曲线包括流量-扬程曲线、流量-功率曲线和流量-效率曲线。
8.一种供水设备的自动化性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取测试指令，基于所述测试指令确定待测供水设备的额定流量、流量可变范围和测试采样点数；
第一设置模块，用于将预设倍率的所述额定流量作为区间值，基于所述区间值设置所述额定流量对应的高密度采样区和低密度采样区，所述高密度采样区的区间下限为所述额定流量减去所述区间值，所述高密度采样区的区间上限为所述额定流量增加所述区间值，所述低密度采样区为所述流量可变范围内除所述高密度采样区之外的区间；
计算模块，用于基于预设分配比例将所述测试采样点数划分为第一采样数量和第二采样数量，基于所述第一采样数量、额定流量和区间值计算所述高密度采样区的第一步长，基于所述第二采样数量、额定流量和区间值计算所述低密度采样区的第二步长，所述第一采样数量不小于所述第二采样数量，所述第一步长小于第二步长；
第二设置模块，用于基于所述第一步长和第一采样数量在所述高密度采样区中均匀设置采样点，基于所述第二步长和第二采样数量在所述低密度采样区中均匀设置采样点，并确定每个所述采样点对应的目标流量；
调节模块，用于基于增量式PID控制算法调节所述待测供水设备的阀门开度，将所述待测供水设备的当前流量依次调整为各所述目标流量；
生成模块，用于每当所述当前流量稳定在所述目标流量后，计算所述待测供水设备的性能数据，直至得到所有所述目标流量对应的所述性能数据后，生成所述待测供水设备的性能曲线。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机或处理器上运行时，使得所述计算机或处理器执行如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |