本申請屬于設備監(jiān)控，具體地說，涉及一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著化工生產(chǎn)的日益現(xiàn)代化和安全生產(chǎn)意識的不斷提高，機械設備的安全運行不僅是企業(yè)生產(chǎn)正常進行的必要條件，也是避免生產(chǎn)事故的前提，特別在大型的流程型生產(chǎn)企業(yè)中，連續(xù)不間斷化工生產(chǎn)是必要條件，這就對保障設備安全的可靠性提出了更高要求。

2、現(xiàn)有對設備監(jiān)測的采集方式主要分為無線采集方式與有線采集方式，但是無線采集方式可能會造成波形缺失，而且不能保證采集到完整的周期，有線采集方式不受空間限制前期施工成本較高，難以根據(jù)需求選擇合適的采集方式；同時不論是有線傳感器還是有線傳感器都存在移動誤差，在監(jiān)測過程中，可能會因為誤差值的積累導致監(jiān)測結(jié)果的偏差，最終影響故障分析結(jié)果，無法對設備進行及時維護，無法滿足工業(yè)需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題和技術(shù)缺陷，本申請實施例采用如下的技術(shù)方案，一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，包括：

2、設備監(jiān)控模塊，用于安裝在設備上，對設備運行時的各項數(shù)據(jù)進行監(jiān)控讀??；

3、數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集設備監(jiān)控模塊監(jiān)控讀取的設備運行數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行壓縮、濾波和上傳處理；

4、監(jiān)測診斷模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊上傳的設備運行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行故障診斷，根據(jù)故障診斷結(jié)果對目標設備進行故障檢修。

5、優(yōu)選地，所述設備監(jiān)控模塊是通過在目標設備上安裝有線傳感器或無線傳感器，通過有線傳感器或無線傳感器讀取目標設備的運行數(shù)據(jù)，通過與目標設備連接電氣柜讀取目標設備的參數(shù)數(shù)據(jù)；

6、傳感器讀取的運行數(shù)據(jù)包括：溫度數(shù)據(jù)、噪音數(shù)據(jù)、振動數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)；

7、電氣柜讀取的參數(shù)數(shù)據(jù)包括：電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、功率數(shù)據(jù)和電量數(shù)據(jù)。

8、進一步地，所述有線傳感器為有線溫振一體傳感器，無線傳感器為無線分體式zigbee傳感器，無線傳感器采用基于ieee802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。

9、優(yōu)選地，所述有線傳感器或無線傳感器在安裝前需要進行精度驗證試驗，所述試驗過程如下：

10、將標準傳感器和帶試驗的目標傳感器放到標準振動臺上，啟動標準振動臺；

11、標準傳感器的標準振動信號和目標傳感器的目標診斷信號發(fā)送至調(diào)理放大器，調(diào)理放大器將采集的信號進行放大并傳輸至校準控制儀；

12、校準控制儀對放大后的標準傳感器的標準振動信號和目標傳感器的目標診斷信號進行誤差比較，將誤差比較結(jié)果發(fā)送至計算機；

13、計算機根據(jù)誤差比較結(jié)果和試驗次數(shù)通過校準控制儀控制功率發(fā)達器，功率發(fā)達器控制標準振動臺的振動頻率；

14、通過多次不同振動頻率的試驗，得到目標傳感器在不同頻率范圍與標準傳感器的誤差值，判斷目標傳感器的數(shù)據(jù)是否在誤差范圍之內(nèi)。

15、進一步地，所述標準振動信號和目標診斷信號進行誤差比較的計算公式如下：

16、

17、其中，rrmsep為預測根方誤差值，n為總試驗次數(shù)，i為當前試驗次數(shù)，xi為當前試驗中標準振動信號的標準值，yi為當前試驗中目標診斷信號的測量值。

18、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括邊緣計算模塊，邊緣計算模塊能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進行時域特征、頻域特征、信號壓縮、濾波和積分計算，實現(xiàn)實時在線分析。

19、優(yōu)選地，所述監(jiān)測診斷模塊采用絕對值報警策略對目標設備進行故障診斷，通過預先設置多個報警閾值，再將報警閾值下發(fā)到數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)設置的多個報警閾值得到報警等級，報警等級分為正常、預警、報警和警告。

20、進一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)測到設備運行數(shù)據(jù)超過正常范圍就進行報警處理，發(fā)送報警信號，發(fā)送報警信號之后的判斷流程如下：

21、判斷是否有報警信號，若有，判斷是否為低報，若是，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否大于低限減去遲滯值，若是，取消報警信號；

22、判斷是否有報警信號，若有，判斷是否為低報，若是，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否大于低限減去遲滯值，若否，將異常的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測診斷模塊；

23、判斷是否有報警信號，若有，判斷是否為低報，若否，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否小于高限加上遲滯值，若是，取消報警信號；

24、判斷是否有報警信號，若有，判斷是否為低報，若否，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否小于高限加上遲滯值，若否，將異常的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測診斷模塊；

25、判斷是否有報警信號，若否，判斷是否為低報，若是，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否小于低限，若是，重置報警信號；

26、判斷是否有報警信號，若否，判斷是否為低報，若是，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否小于低限，若否，將異常的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測診斷模塊；

27、判斷是否有報警信號，若否，判斷是否為低報，若否，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否大于高限，若是，重置報警信號；

28、判斷是否有報警信號，若否，判斷是否為低報，若否，判斷參數(shù)數(shù)據(jù)是否大于高限，若否，將異常的參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)測診斷模塊。

29、進一步地，所述判斷是否為低報是指判斷是否低于運行數(shù)據(jù)的正常范圍；所述低限是指最小的報警閾值；所述高限是指最大的報警閾值；所述遲滯值為預設的固定值。

30、更進一步地，所述監(jiān)測診斷模塊需要對接收的異常參數(shù)數(shù)據(jù)進行異常點識別處理，通過數(shù)據(jù)清洗進行數(shù)據(jù)異常點去除，判斷異常參數(shù)數(shù)據(jù)中的錯誤數(shù)據(jù)，同時比較異常參數(shù)數(shù)據(jù)前后兩端信號頻譜的相關(guān)性，識別非周期信號，濾除非設備自身故障原因引起的變化信號，降低虛警干擾。

31、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本申請實施例的有益效果為：

32、(1)本申請對硬件、軟件平臺、算法等進行試驗，分析其實際性能，促進設備從預防性維修過渡到狀態(tài)維修，為后續(xù)設備建立全生命周期狀態(tài)監(jiān)測提供技術(shù)支撐，保障數(shù)據(jù)采集準確性、平臺運行穩(wěn)定性、算法分析準確性；

33、(2)本申請利用標準振動臺產(chǎn)生的標準信號和傳感器采集信號比較，最后判斷在線設備采集數(shù)據(jù)一致性與精度是否符合要求，通過核驗異常測點報警信息，優(yōu)化報警策略，提升報警準確度，驗證設備狀態(tài)數(shù)據(jù)采集精度與異常測點報警準確度，保證現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的準確性；

34、(3)本申請通過系統(tǒng)試運行情況，評估設備在線監(jiān)測、診斷、健康管理的整體應用效果，采用無線傳感器和有線傳感器兩種采集方式，根據(jù)氣設備互相干擾、場地限制等環(huán)境因素，選擇合適的采集方式，滿足不同的環(huán)境因素和設備需求，能保證收集到設備的運行情況，提高設備布設可行性和數(shù)據(jù)采集準確性。

技術(shù)特征：

1.一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述設備監(jiān)控模塊是通過在目標設備上安裝有線傳感器或無線傳感器，通過有線傳感器或無線傳感器讀取目標設備的運行數(shù)據(jù)，通過與目標設備連接電氣柜讀取目標設備的參數(shù)數(shù)據(jù)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述有線傳感器為有線溫振一體傳感器，無線傳感器為無線分體式zigbee傳感器，無線傳感器采用基于ieee802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述有線傳感器或無線傳感器在安裝前需要進行精度驗證試驗，所述試驗過程如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述標準振動信號和目標診斷信號進行誤差比較的計算公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括邊緣計算模塊，邊緣計算模塊能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進行時域特征、頻域特征、信號壓縮、濾波和積分計算，實現(xiàn)實時在線分析。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測診斷模塊采用絕對值報警策略對目標設備進行故障診斷，通過預先設置多個報警閾值，再將報警閾值下發(fā)到數(shù)據(jù)采集模塊，根據(jù)設置的多個報警閾值得到報警等級，報警等級分為正常、預警、報警和警告。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊監(jiān)測到設備運行數(shù)據(jù)超過正常范圍就進行報警處理，發(fā)送報警信號，發(fā)送報警信號之后的判斷流程如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷是否為低報是指判斷是否低于運行數(shù)據(jù)的正常范圍；所述低限是指最小的報警閾值；所述高限是指最大的報警閾值；所述遲滯值為預設的固定值。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測診斷模塊需要對接收的異常參數(shù)數(shù)據(jù)進行異常點識別處理，通過數(shù)據(jù)清洗進行數(shù)據(jù)異常點去除，判斷異常參數(shù)數(shù)據(jù)中的錯誤數(shù)據(jù)，同時比較異常參數(shù)數(shù)據(jù)前后兩端信號頻譜的相關(guān)性，識別非周期信號，濾除非設備自身故障原因引起的變化信號，降低虛警干擾。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例公開了一種化工設備故障診斷及檢修系統(tǒng)，屬于設備監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，包括設備監(jiān)控模塊，用于安裝在設備上，對設備運行時的各項數(shù)據(jù)進行監(jiān)控讀取；數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集設備監(jiān)控模塊監(jiān)控讀取的設備運行數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行壓縮、濾波和上傳處理；監(jiān)測診斷模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊上傳的設備運行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行故障診斷，根據(jù)故障診斷結(jié)果對目標設備進行故障檢修，本申請實施例能降低成本、提升設備可靠度，做到了設備的在線監(jiān)控、故障實時報警、隱患的預測提醒，降低傳感器誤差對故障診斷的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：彭六保,胡勇,曾志生,邴奇,佟文杰
受保護的技術(shù)使用者：航天智控（北京）監(jiān)測技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6