CN104880247B - 一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，包括如下步骤：从振动参数和振动参数的变化率参数中选择多个参数作为监测目标，依次设定多条报警参数组合；读取数据库中的基础监测数据，获得相应振动参数的监测值和振动参数的变化率；依次从报警规则表中取出报警参数组合，将监测值与对应的触发阈值进行比较，当所有监测值均超出触发阈值，触发本条报警参数组合，并计算整条报警参数组合的报警级别以及连续触发次数；当一条报警参数组合连续触发次数大于连续报警阈值时，则发出声光报警。本发明提高了报警的准确性、报警效率，减少了误报警，并可以得到报警的危险程度，便于现场人员及时处理。

Description

一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法

技术领域

本发明属于机械设备在线振动监测技术领域，更具体地，涉及一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法。

背景技术

旋转机械在各个行业中都有着十分广泛的应用，其向着大型化、复杂化不断发展，一旦旋转机械发生故障，会造成巨大损失，甚至发生重大安全事故，因此，对其进行在线振动监测十分重要。在在线振动监测系统中，监测报警是最重要的功能之一，它能根据监测数据的变化，及时提醒监测人员可能出现的故障，以便进行故障检测和维修。

针对在线振动监测系统中报警功能的实现，目前已有多种解决方案，如阈值报警、分级报警等等。但这些报警方法大多报警类型单一，经常出现误报或者反复报警，报警效率低，且占用了监测人员大量的工作时间；另外，在旋转机械运行的过程中，单从某一个监测指标的超限并不能认为设备就出现了故障，需要多个监测指标的组合进行判断，因此，需设计一种适用于旋转机械的组合报警方法。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和/或改进需求，本发明提供了一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其中根据旋转机械振动监测系统自身的特点，设计了适用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其通过多条报警参数组合的设置，可实现对多个监测指标的组合报警，相应的能够提高报警的准确性；此外，其还对连续触发次数以及报警级别进行计算，相应的能够减少误报率，并准确的确定报警的危险程度，以便于现场人员及时选择相应的解决方案，因而尤其适用于旋转机械在线监测系统等场合。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)选择旋转机械运行时的振动参数和振动参数变化率参数作为在线测量参数，并对这些测量参数分别设定相应的触发阈值；其中所述振动参数包括时域指标和频域指标，所述时域指标包括振动信号的峰峰值、峰值、有效值、峰值指标、峭度指标、重心频率、均方频率和均方根频率，所述频域指标包括振动信号的多倍频幅值/相位；所述振动指标的变化率参数被定义为上述任一振动参数在当前时刻的监测值与前一时刻的监测值之差，然后比上前一时刻的监测值；

(b)对上述在线测量参数设定报警算法，该算法具体如下：

(b1)首先，从上述设定的多个测量参数中执行m次选择，并且每次选择均从上述多个测量参数中任意选择n个参数以组成一条报警参数组合，经过m次选择之后，获得m条不同的报警参数组合，并设定报警阈值；

(b2)接着，从上述m条报警参数组合中依次逐条选择，读取与所选报警参数组合中对应的多个测量参数的实时测量值，将上述多个测量参数的实时测量值与各自的触发阀值进行比较，当多个测量参数的测量值均超过其对应的触发阈值时，则相应触发该条报警参数组合，而当多个测量参数的测量值中至少有一个未超出，则不触发；

(b3)最后，统计每条报警参数组合的连续触发次数，当连续触发次数超过所述的报警阈值时，则发出声光报警，以此方式，准确、高效的实现旋转机械的在线监测过程。

作为进一步优选地，所述多倍频幅值/相位优选为0.5倍频幅值/相位、1倍频幅值/相位、2倍频幅值/相位和3倍频幅值/相位。

作为进一步优选地，所述多个测量参数均对应一个报警级数和权重，根据每个测量参数的报警级数和权重，计算整条所述报警参数组合的报警级别，以便于获得报警的危险程度。

作为进一步优选地，所述触发阈值分为上阈值、下阈值和双向阈值，每种所述阈值优选设置成多级，以实现多级报警。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.首先，本发明设置了多条报警参数组合，且每条报警参数组合支持多个数据的组合，报警规则设置比较灵活，现场人员可以根据实际情况选择合适的报警规则，提高了报警的准确性。

2.其次，本发明通过设置报警参数组合的连续报警阈值以对连续触发次数进行判断，可有效减少误报警，提高报警效率，并且对每条报警参数组合触发后的报警级别进行计算，可准确判断报警的危险程度，以便于现场人员选用相应的解决方法。

3.再次，本发明对报警信息进行及时存储，可供现场人员随时查询历史报警信息，以便于对数据进行分析，研究故障原因。

附图说明

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例中报警推理的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1，所述用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法包括以下步骤：

(a)设定报警规则：选择测量参数，并设定报警策略和触发阈值：

首先，从振动参数和各个振动参数的变化率参数中选择多个作为测量参数，其中，所述振动参数包括振动信号的峰峰值、峰值、有效值、峰值指标、峭度指标、重心频率、均方频率、均方根频率等时域指标，以及0.5倍频幅值/相位，1倍频幅值/相位、2倍频幅值/相位、3倍频幅值/相位等与转速相关的频域指标，上述选择的参数能准确的反应振动信号特征，这些参数的数值由采集器采集计算，并存入数据库；所述振动参数的变化率参数的算法为：振动参数的变化率参数＝(振动参数在当前时刻的监测值-振动参数在前一时刻的监测值)/振动参数在前一时刻的监测值；

然后，对于每一个测量参数，设定其触发策略，共有三种触发策略可以选择：向上报警、向下报警和双向报警，向上报警是指测量参数值大于报警上限时，进行报警；向下报警是指测量参数值小于报警下限时，进行报警；双向报警则是指测量参数值在一个区间范围内，超出此范围，进行报警；

最后，设定触发阈值，所述触发阈值指报警的上、下限，对应所述三种触发策略，阈值也有三种形式：上阈值、下阈值和双向阈值，每种阈值都可以设置成多级，每级对应一个数值，分别对应不同的报警危险程度，以实现多级报警。

(b)对上述在线监控目标设定报警算法，该算法具体如下：

(b1)首先，从上述设定的多个测量参数中执行m次选择，m为整数，选择的次数可以根据实际报警需要进行选择，如可选择3次、4次、5次等，并且每次选择均从上述多个测量参数中任意选择n个参数，以形成一条报警参数组合，n为整数，对于参数的选择个数，操作人员可以根据需要进行选择，如可选择5个、6个、7个等，以此获得m条报警参数组合，报警参数组合的条数与执行选择的次数相关，每执行一次选择获得一条报警参数组合，将设置完成的多条报警参数组合存入数据库中的报警规则表：采用MicrosoftSQLServer2012作为数据库软件，软件采用C#语言编程，运用ADO.NET数据库访问技术连接数据库，报警规则表的主要字段有序号、测量参数名称、报警策略、触发阈值和连续报警次数等；设置每条报警参数组合的报警阈值，所述报警阈值是指该条报警参数组合在连续多少次被触发后，才判断为发生报警；

(b2)接着，从上述m条报警参数组合中依次逐条选择一条报警参数组合，然后读取与所选报警参数组合中对应的多个测量参数的实时测量值，将上述多个测量参数的实时测量值与各自的触发阀值进行比较，当多个测量参数的真实值均超过其对应的触发阈值时，则相应触发该条报警参数组合，而当多个测量参数的真实值中至少有一个未超出，则不触发；通过依次逐条选择报警参数组合，以完成上述所有报警参数组合的触发判定；

(b3)最后，统计每条报警参数组合的连续触发次数，当连续触发次数超过各自的报警阈值时，则发出声光报警，并显示触发的报警参数组合及各个测量参数的数值，在在线振动监测系统中的报警监测模块显示报警的详细信息，并在系统中播放报警声音；连续触发次数储存在报警规则表中，每条报警参数组合在添加或者修改时，将连续触发次数置为0，管理方法为：每读取一次监测数据，对所有报警规则进行如下操作：如果此条报警参数组合被触发，则连续触发次数加1；若未被触发，则将连续触发次数置为0。

(c)设置这条报警参数组合中各个测量参数的权重，并计算每个测量参数的报警级数，权重是指在这条报警规则中，各个测量参数的重要程度，权重为在区间(0，1)内的数，要求所有权重值的和为1；考虑到报警级数计算的一致性，将最高级数的报警统一定义为5级报警，例如某一测量参数设定为向上报警，有两级的上阈值，当在线监测到的该测量参数的值大于一级阈值而小于二级阈值时，则在计算报警级数时，认为发生了2.5级报警；然后根据每个测量参数的报警级数和权重，计算整条报警参数组合的报警级别，整条报警参数组合的报警级别＝∑(单个测量参数的报警级数*权重)；以此方式，准确、高效的实现旋转机械的在线监测过程。

(d)报警信息存储，将已触发的报警参数组合和对应的测量数据作为报警信息，存入数据库中的报警信息表，以便查询历史报警信息；报警信息表主要有以下字段：报警时间、报警参数组合编号、各个测量参数及其测量值。

综上所述，本发明可以设置多条报警参数组合，且每条报警参数组合支持多个数据的组合，现场人员可以根据实际情况选择合适的报警规则，提高了报警的准确性；本发明中的连续报警次数的判断，可以减少误报警，提高报警效率；对每条报警参数组合触发后的报警级别的计算，可以得到报警的危险程度，便于现场人员选用相应的解决方法；对报警信息进行储存，现场人员可以查询历史报警信息，并对数据进行分析，研究故障的原因。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)选择旋转机械运行时的振动参数和振动参数变化率参数作为在线测量参数，并对这些测量参数分别设定相应的触发阈值；其中所述振动参数包括时域指标和频域指标，所述时域指标包括振动信号的峰峰值、峰值、有效值、峰值指标、峭度指标、重心频率、均方频率和均方根频率，所述频域指标包括振动信号的多倍频幅值/相位；所述振动指标的变化率参数被定义为上述任一振动参数在当前时刻的监测值与前一时刻的监测值之差，然后比上前一时刻的监测值；

(b)对上述在线测量参数设定报警算法，该算法具体如下：

(b1)首先，从上述设定的多个测量参数中执行m次选择，并且每次选择均从上述多个测量参数中任意选择n个参数以组成一条报警参数组合，经过m次选择之后，获得m条不同的报警参数组合，并设定报警阈值；

(b2)接着，从上述m条报警参数组合中依次逐条选择，读取与所选报警参数组合中对应的多个测量参数的实时测量值，将上述多个测量参数的实时测量值与各自的触发阀值进行比较，当多个测量参数的测量值均超过其对应的触发阈值时，则相应触发该条报警参数组合，而当多个测量参数的测量值中至少有一个未超出，则不触发；

(b3)最后，统计每条报警参数组合的连续触发次数，当连续触发次数超过所述的报警阈值时，则发出声光报警，以此方式，准确、高效的实现旋转机械的在线监测过程。

2.如权利要求1所述的一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其特征在于，所述多倍频幅值/相位为0.5倍频幅值/相位、1倍频幅值/相位、2倍频幅值/相位或3倍频幅值/相位。

3.如权利要求1或2所述的一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其特征在于，所述多个测量参数均对应一个报警级数和权重，根据每个测量参数的报警级数和权重，计算整条所述报警参数组合的报警级别，以便于获得报警的危险程度。

4.如权利要求3所述的一种用于旋转机械在线监测系统的组合报警方法，其特征在于，所述触发阈值分为上阈值、下阈值和双向阈值，每种所述阈值设置成多级，以实现多级报警。