[发明专利]设备故障的检测方法

说明书

本发明公开了一种设备故障的检测方法，在分布式无线传感网中针对无线传感器网络节点本身能够进行信息交流的先天优势，将相邻节点之间的信息进行交互，在给定区域内的一组分布式无线传感器收集数据，通过从邻居节点的感知节点的数据推理出邻居设备和该设备的使用情况，增加了检测隐性故障的概率，大大减少重大事故发生的概率。当无线感知节点检测到当地异常数据时，利用无线异常数据控制中心触发所有设备自查命令；同时在无线传感网正常检测过程中，即使未感知到参数异常控制中心随机命令和定时命令所有传感节点上传数据，增加无线传感网检测的有效性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于分布式无线传感网对工业流程设备链中的设备故障进行检测方法。

背景技术

工业流程作为制造业的重要组成，其工业流程设备链中的设备具有空间分散、结构复杂、自动化程度高的特点。不同于离散型制造业，其产品由多个零件经过不连续的工序组装而成，单个设备的故障不会影响整个制造过程；工业流程变化机理由物料平衡和能量平衡进行驱动，其对整条线上的工业流程设备链平稳运行具有较高要求，一旦某个设备出现故障都会造成整个流程作业的停止。因此，需要对工业流程设备运行状态进行实时检测，并能够有效对运行过程中潜在的故障进行分析和识别。

目前大多数工业流程作业工厂已经采用各种类型传感器，采集运行参数通过专用有线电缆传输到控制中心，但是由于工业流程作业环境可能造成布线安装困难，更有部分潮湿和酸碱度高的区域容易使得电缆腐蚀，从而影响对整个工业流程设备检测的有效性；而手工巡检仪采用点对点的检测方法，能够对工业流程设备进行参数采集、数据传输、故障报警等，但是存在检测点不够全面的缺点。无线传感器网络是一种分布式传感技术，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。无线传感器网络通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络。无线传感器网络已经越来越广泛的用于工业流程设备链的检测。目前无线传感器网络用于设备检测，大多采用单个传感节点感知参数并上传到数据处理单元的工作模式，由数据处理单元进行数据判断，当设备存在隐性故障时单个传感节点感知参数仍显示正常，无法通过故障预测来降低设备出现故障的概率，所以等到单个传感节点感知参数显示设备故障时，往往已经发生了重大事故。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于分布式无线传感网对工业流程设备链中的设备故障的检测方法。

实现本发明目的的基本技术方案是：一种设备故障的检测方法，工业流程设备链的各设备因工艺本身或者空间布局需求而分散分布及原料和介质流连续的特性，建立包含无线感知节点和汇聚节点在内的兼具参数感知与通信功能的无线节点自组织构建工厂内分布式无线传感网，基于该分布式无线传感网对工业流程设备链中的设备故障的检测方法包括以下步骤：

步骤一：工业流程设备无线传感检测参数中存在频率差异的两类信号，对其中的高频信号进行压缩以节省传输能量，同时对高频与低频信号进行准时间同步，将检测参数变换到同一时间尺度处理；相邻工作流程的设备在空间上的排列呈现非连续性布置，无线节点由于传输路径差异造成同一物理量具有不同的背景噪声；

步骤二具体为：(1)工业流程工艺连续设备参数具有强相关性，经无线传感网传输信号具有传感噪声和环境噪声，采用灰色关联分析法对邻居节点采集的无线关联信号进行特征提取；

(2)分析无线感知节点采集的设备运行参数和物料参数，与预先存储的正常运行参数值进行比较来判断相关设备的运行状况，形成工业设备运行自维护健康表；根据无线链路通信特点构建数据融合树，计算感知节点与汇聚节点距离确定融合节点的加权深度；当无线感知节点检测到当地异常数据时，利用无线异常数据控制中心触发所有设备自查命令；在无线传感网正常检测过程中，即使未感知到参数异常，控制中心随机命令和定时命令所有传感节点上传数据；