[发明专利]一种用于工业电器变频设备的安全预警系统

权利要求书

1.一种用于工业电器变频设备的安全预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块、预警监测模块、质量计算模块、警报模块、预警界定模块、数据分析模块以及处理器；

所述处理器将工作数据发送至数据分析模块，所述数据分析模块用于对变频设备的工作数据进行分析，分析过程具体如下：

步骤一：将变频设备标记为u，u＝1，2，……，z，z为正整数；实时获取变频设备在工作时的温度数据和振动数据，将温度数据标记为运温值将振动数据标记为运振值i＝1，2，……，x，x为正整数，ti代表工作时的时间点；

步骤二：将温度高于温度阈值的运温值划分在异常集合中；将振动高于振动阈值的运振值划分在异常集合中；

步骤三：将异常集合中的运温值和运振值进行数据分析，计算得到变频设备的温度变化均值JWBu和振动变化均值JZBu；

步骤四：将温度变化均值JWBu和振动变化均值JZBu代入公式计算得到变频设备工作时的运行值YXu；式中a1和a2均为比例系数固定数值，且a1和a2的取值均大于零，α为补偿系数，α＞0；

所述数据分析模块将计算得到的变频设备的运行值发送至预警界定模块；所述预警界定模块接收到变频设备的运行值后用于对变频设备的运行值进行界定判断；

所述预警界定模块将安全预警信号、核验预警信号和监测预警信号反馈至处理器；所述处理器在接收到安全预警信号时不进行任何操作；所述处理器在接收到核验预警信号和监测预警信号时将核验预警信号和监测预警信号发送至质量计算模块；所述处理器还用于在接收到监测预警信号时将监测预警信号发送至预警监测模块；

所述质量计算模块接收到核验预警信号和监测预警信号后，用于对生成核验预警信号和监测预警信号的变频设备进行质量计算；所述质量计算模块将警报信号发送至警报模块；所述警报模块接收到警报信号后发出警报声；

数据分析过程具体如下：

步骤S1：利用公式计算得到变频设备在时间点t1与时间点t2之间的温度变化值以此类推，得到变频设备在时间点t_i-1与时间点ti之间的温度变化值其中，时间点t1至时间点t2的时间段记为T2，以此类推，时间点t_i-1至时间点ti的时间段记为Ti；

步骤S2：统计时间段的数量，每个时间段的温度变化值相加求和后除以时间段数得到变频设备的温度变化均值JWBu；

步骤S3：同理，计算得到变频设备在时间点t_i-1与时间点ti之间的振动变化值

所述预警界定模块的界定判断过程具体如下：

步骤SS1：获取计算得到变频设备的温度变化均值JWBu、振动变化均值JZBu、运行值YXu；获取处理器中变频设备对应的运行阈值Yu；

步骤SS2：计算变频设备运行值与运行阈值之间的差值得到运行差值YCu；

步骤SS3：利用公式计算得到变频设备的预界值YJu；式中b1、b2和b3均为比例系数固定数值，且b1、b2和b3的取值均大于零；

步骤SS4：若X1＜YJu≤X2，则生成安全预警信号；

步骤SS5：若X2＜YJu≤X3，则生成核验预警信号；

步骤SS6：若X3＜YJu，则生成监测预警信号；其中，X1、X2和X3均为预警界定阈值，且0＜X1＜X2＜X3；

所述质量计算模块的质量计算步骤具体如下：

步骤P1：获取变频设备的故障维修次数，并将故障维修次数标记为Gu；获取变频设备的使用时长，并将使用时长标记为Tu；

步骤P2：利用公式XHu＝(Gu×c1+Tu×c2)/(c1+c2)计算得到变频设备的损耗值XHu，式中c1和c2均为比例系数固定数值，且c1和c2的取值均大于零；

步骤P3：以时间点为节点，获取每个节点时变频设备的温度和振动，按照时间顺序进行连接得到变频设备的实时温度曲线图和实时振动曲线图；实时温度曲线图与预设的温度曲线图进行比对得到变频设备的温度交叉数WJu；实时振动曲线图与预设的振动曲线图进行比对得到变频设备的振动交叉数ZJu；

步骤P4：将变频设备的损耗值XHu、温度交叉数WJu和振动交叉数ZJu带入公式中计算得到变频设备的质量值ZLu；式中d1、d2和d3均为比例系数固定数值，且d1、d2和d3的取值均大于零，e为自然常数，β为正数；

步骤P5：若质量值高于质量阈值，则判定变频设备当前质量合格，不进行任何操作；若质量值低于质量阈值，则判定变频设备当前质量不合格，生成警报信号；

安全预警系统还包括环境影响监控模块，所述环境影响监控模块用于对变频设备所在区域的环境影响因素进行监控，监控步骤具体如下：

步骤Q1：获取变频设备的所在区域，并将所在区域标记为Quo，o＝1，2，……v，v为正整数，o为变频设备所在区域的编号；在所在区域设置若干个检测点，并将检测点标记为Quoe，e＝1，2，……，n，n为正整数，e代表检测点；

步骤Q2：获取检测点对应的环境湿度，并将环境湿度标记为S_Quoe；计算各个检测点的平均环境湿度，得到变频设备所在区域的平均环境湿度PS_Quo；

步骤Q3：根据所在区域的地理位置得到变频设备所在区域对应的天气预报数据，获取天气预报数据中当前时间后三天的温度，计算三天的平均温度，并将平均温度标记为PW_Quo；

步骤Q4：利用公式获取得到变频设备所在区域的环境影响值H_Quo；式中f1和f2均为比例系数固定数值，且f1和f2的取值均大于零；

步骤Q5：将温度变化均值JWBu和环境影响值H_Quo代入公式HPu＝|JWBu-H_Quo|计算得到变频设备的环境偏差值HPu；

步骤Q6：若环境偏差值大于设定阈值，环境影响监控模块生成环境影响信号；

所述环境影响监控模块将环境影响信号发送至处理器，处理器接收到环境影响信号后产生控制指令加载至警报模块，警报模块用于对变频设备所在区域的环境进行异常警报。