[发明专利]大型设备运行状态监测系统及故障诊断的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型设备运行状态监测系统及故障诊断的控制方法，属于大型电气设备运行监控技术领域。      

背景技术

随着现代化工业自动化技术的发展，大型工业设备大都采用自动方式启动。但是在设备运行过程中，由于有些产品制作工艺的要求，不允许生产设备无故断电。为此，需要有一种装置或系统能够实时地监测设备的运行状态并能根据设备运行的各项参数实时地判断分析系统存在故障的可能性。

发明内容

针对上述情况，本发明提出了一种大型设备运行状态监测系统及故障诊断的控制方法。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种大型设备运行状态监测系统，包括检测用传感器、下位机、上位机和服务器，检测用传感器、下位机和上位机以及服务器顺序连接。

一种大型设备运行状态监测系统的故障诊断的控制方法，包括以下步骤：

（1）通过检测用传感器检测相关参数电压、电流、振动量，并把当前设备运行的各项参数值利用莫迪康协议通讯的方式上传至下位机，通过下位机与上位机之间的以太网通讯，实现数据的传输、存储；

（2）由上位机对设备运行记录下来的数据进行SPC规则的分析，如果有数据符合该规则进行报警，把报警信息传递到有关人员的手机上或者邮箱里。

本发明的有益效果如下:不仅能实时地监控系统运行状态各参数的变化趋势，更主要地能够通过实时监控得到的数据采用SPC数据统计分析的方法尽早地发现设备运行过程中出现的问题，可以起到预测报警的作用，避免由于机器设备故障造成极大的经济损失等，为设备管理人员提供了方便，而且为设备故障的提前解除提供了便利，提高了系统运行的效率。

附图说明

图1 系统结构图。

图2 设备实时运行数据SPC分析。

图3 设备历史数据SPC分析。

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。

该系统包括多个参数量测设备（检测用传感器）、下位机（控制器）、上位机（计算机）、服务器（数据库）。其系统的结构组成如图1所示。

图1中，上位机一般采用工控机，装有工控组态软件（比如北京昆仑通泰、组态王、西门子Wincc软件等），下位机作为控制器用，一般采用可编程控制器（PLC）来实现。在该系统中，大型设备运行后，通过参数测量设备检测相关参数（能够重点反映设备工作状态的参数），并把当前设备运行的各项参数值利用莫迪康协议（Modbus）通讯的方式上传至控制器，通过控制器与上位机之间的以太网通讯，实现数据的传输、存储。然后利用上位机工控组态软件实现数据的状态显示和趋势分析。

由于单纯地对数据进行趋势显示不能较早较准确地判断系统运行的状态（正常还是异常）。为此，在该工控组态软件的基础上嵌入了产品质量检测的统计制程控制方法（Statistic Process Control），生成SPC图及异常报表，从而科学地区分出生产过程中设备的正常波动和异常波动。其实时数据分析（或者故障诊断）的流程如图2所示。首先根据设备类型的不同设置好SPC判定的规则，然后进行规则参数的初始化，并设置好将要进行实时判定的参数总点数以及选择判定的设备参数名称、参数中心值、方差值等，最后由上位机对从下位机接收来的数据进行SPC规则判定、处理，进行参数的SPC规则图的绘制以及报警信息的显示、传递等。当判定总点数达到设定值后结束SPC实时规则判定流程。

同时还能根据以往设备运行后所存储的历史数据通过SPC算法分析，及早地进行分析预测，让设备管理人员根据此分析结果适时地调整和检修设备，从而能够避免事故的发生。其历史数据SPC分析的流程如图3所示。首先根据设备类型的不同设置好SPC判定的规则（比如：1个点距离距离中心线K个标准差；连续K点在中心线同一侧；连续K个点，全部递增或全部递减；连续k1个点中k2个点落在中心线同一侧的2σ以外；连续k1点中k2点落在中心线同一侧的1σ以外等），然后进行规则参数的初始化，并设置好你将要选择判定的设备参数名称、参数存储的时间段等，最后由上位机从服务器读取符合改时间段的数据逐条进行SPC规则判定、处理，从而绘制参数的SPC规则图以及显示并传递报警信息等。

系统不仅能够实现设备运行参数的实时趋势显示，还能对历史的以及实时的数据进行SPC统计分析，并能把出现故障的时间、设备的名称以及出现故障的类别按照邮件的方式发送给相关设备管理人员。