CN105425775B - 一种传感器故障自动判断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种传感器故障自动判断方法，包括以下步骤：建立一传感器故障判断数据库；实时获取多个传感器设定时间内的检测数据；根据获取的所述多个传感器一定时间内的检测数据来与所述数据库作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别；在已判断某一传感器有故障后，通过内置的SIM卡发送故障报警信息到对应移动通信设备。本发明的有益效果为传感器故障自动判断方法及系统能为该传感器故障自动判断方法及系统能可准确有效判断传感器故障类别并给出针对性故障报警信息，现场传感器日常巡检实现完全自动化，显著减少巡检工作强度和频次，并对故障进行精确分类判断，缩短故障恢复时间，传感器管理效率显著提高。

Description

一种传感器故障自动判断方法及系统
技术领域
本发明涉及传感器领域，具体涉及一种传感器故障自动判断方法及系统。
背景技术
自控系统现场传感器数量众多，种类复杂，布置分散。在现场几乎难以发现设备是否存在故障或缺陷。但其数据的准确性直接关系到自控系统的恒温恒湿控制的有效性、稳定性以及安全性，是保障工艺环境的稳定的重要核心依据和手段，无论是传感器本身故障还是与输入端口的连接出错，都将会造成系统运行故障，甚至产生工艺环境温湿度失控。由于传感器长时间在恶劣环境中工作，较容易出现故障。为了确保传感器正常工作，目前，一般采用人工定期校准，人工定期校准具体为：预先设定测量点传感器参数阈值范围，当检测到传感器的参数超过预定参数阈值范围时，确定传感器故障。
在执行上述人工定期校准方法时，发现现有技术中至少存在如下问题：人工定期校准不但浪费人力、物力，而且，由于在空调自动化系统中设置有多个测点，人工很难做到对每一个传感器进行校正检测。如果传感器出现性能蜕变、故障或者失效而未及时发现，将给后续的监测、控制、故障诊断等带来严重影响，使系统的能耗大大增加或者系统的能效降低，甚至产生误诊断、误报警，造成不可估量的损失。
发明内容
为解决现有人工对传感器定期校准浪费人力、物力、难度大的问题，本发明提出一种传感器故障自动判断方法及系统。
本发明提供的一种传感器故障自动判断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
建立一传感器故障判断数据库，所述数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度；
实时获取多个传感器设定时间内的检测数据；
根据获取的所述多个传感器设定时间内的检测数据来与所述数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别；
在已判断某一传感器有故障后，通过内置的SIM卡发送故障报警信息到对应移动通信设备；
当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，判断所述传感器为需检修或更换的绝对故障类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据无变化或缺失时，判断所述传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，判断所述传感器为需校准的相对故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别；及
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，判断所述传感器为需检修的系统性故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别。
进一步的，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
实时获取多个传感器采集自身的设定时间内的检测数据。
进一步的，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
实时获取由采集单元采集多个传感器的设定时间内的检测数据。
进一步的，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据时，发出一主动检测信号；所述故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式。
进一步的，所述多个传感器设定时间内的检测数据为多个传感器在开机使用过程中每间隔10至30分钟获取的检测数据。
本发明还提供的一种传感器故障自动判断系统，其特征在于，该系统包括：
存储单元，存储有传感器故障判断数据库，所述数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度；
获取单元，实时获取所述传感器故障自动判断系统中的多个传感器设定时间内的检测数据；
判断单元，根据获取的所述多个传感器设定时间内的检测数据来与所述数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别；
SIM卡，用于在判断单元已判断某一传感器有故障后，发送故障报警信息到对应移动通信设备；
当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，所述判断单元判断所述传感器为需检修或更换的绝对故障类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据无变化或缺失时，所述判断单元判断所述传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，所述判断单元判断所述传感器为需校准的相对故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长所述判断单元判断为连接关系错误类别；及
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，所述判断单元判断所述传感器为需检修的系统性故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长所述判断单元判断为连接关系错误类别。
进一步的，所述获取单元实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
所述获取单元实时获取多个传感器采集自身的设定时间内的检测数据。
进一步的，还包括采集单元，所述获取单元实时获取多个传感器一定时间内的检测数据，具体为：
所述获取单元实时获取由所述采集单元采集多个传感器的设定时间内的检测数据。
进一步的，所述获取单元实时获取多个传感器设定时间内的检测数据时，所述获取单元发出一主动检测信号；所述故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式。
进一步的，所述多个传感器设定时间内的检测数据为多个传感器在开机使用过程中每间隔10至30分钟获取的检测数据。
本发明的有益效果为该传感器故障自动判断方法及系统能可准确有效判断传感器故障类别并给出针对性故障报警信息，现场传感器日常巡检实现完全自动化，显著减少巡检工作强度和频次，并对故障进行精确分类判断，缩短故障恢复时间，传感器管理效率显著提高。
附图说明
图1为本发明传感器故障自动判断系统一实施方式的功能模块图。
图2为本发明传感器故障自动判断方法一实施方式的流程图。
具体实施方式
图1为本发明传感器故障自动判断系统10一实施方式的功能模块图。图中，10为传感器故障自动判断系统，100为存储单元，102为获取单元，104为判断单元，106为采集单元，108为SIM卡。
请参阅图1，为本发明传感器故障自动判断系统10一实施方式的功能模块图，在本实施方式中，传感器故障自动判断系统10包括存储单元100、获取单元102、判断单元104和SIM卡108。
存储单元100存储有传感器故障判断数据库（如表1），数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度。在本实施方式中，传感器类别包括温湿度传感器、蒸汽/水温度传感器、蒸汽/水压力传感器、压差传感器/开关、流量计、风量计等。本发明实施例中以传感器故障自动判断系统10应用到工艺空调系统为例进行说明。在工艺空调系统中，传感器是工艺空调系统的关键元件，负责整个空调系统温度、湿度等参数的反馈。各种电动调节阀是空调系统中最重要的执行元件，空调系统靠电动调节阀不断地开大或关小来调节加热量、加湿量或者制冷量（除湿量）。工艺空调系统中设置多个温度、湿度及阀开度检测点，上述温、湿度检测点安装有传感器。
表1
获取单元102实时获取传感器故障自动判断系统10中的多个传感器一定时间内的检测数据。在本实施方式中，正常工作时的平均范围是通过长时间检测传感器正常工作时的范围。正常变化幅度是通过长时间检测传感器正常工作时的变化的最大值最小值之间的幅度，当某一段时间检测到的数据变化幅度超过正常变化幅度，则认定为超过幅度限制。在本实施例中，获取单元102实时获取多个传感器一定时间内的检测数据具体为：获取单元102实时获取由采集单元106采集多个传感器的一定时间内的检测数据。在其他实施例中，获取单元102实时获取多个传感器一定时间内的检测数据具体为：获取单元102实时获取多个传感器采集自身的一定时间内的检测数据。获取单元102实时获取多个传感器一定时间内的检测数据时，获取单元102可发出一主动检测信号来检测多个传感器是否有响应或直接获取多个传感器工作时的数据。在本实施例中，多个传感器设定时间内的检测数据为多个传感器在开机使用过程中每间隔10至30分钟获取的检测数据。
判断单元104根据获取单元102获取的多个传感器一定时间内的检测数据来与数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断多个传感器是否有故障及故障的类别。在本实施方式中，在已判断某一传感器有故障后，通过SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式，以方便使用者通过手机来查看哪个传感器出了问题，不用来回跑浪费时间。
当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，判断单元104判断传感器为需检修或更换的绝对故障类别，通过SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，以减少使用者的维修负担，直接维修或更换该传感器。
当任一传感器一定时间内的检测数据无变化或缺失时，判断单元104判断传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别，通过SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，以减少使用者的维修负担，直接检测该传感器及其连接的其他的元器件或更换该传感器。
当任一传感器一定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，判断单元104判断传感器为需校准的相对故障类别，通过SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，以减少使用者的维修负担，直接校准该传感器。且在相对故障的持续时长超过预设时长判断单元104判断为连接关系错误类别。
当任一传感器一定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，判断单元104判断传感器为需检修的系统性故障类别，通过SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，以减少使用者的维修负担，直接检修该传感器。且在相对故障的持续时长超过预设时长判断单元104判断为连接关系错误类别。
在一具体实施例中，当判断单元104判断传感器为需检修或更换的绝对故障类别时，SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，使用者直接维修或更换该传感器，无需再来回跑，也无需再一一对比是否是连接错误，从而减少使用者的工作负担。
请参阅图2，为本发明传感器故障自动判断方法一实施方式的流程图。
在步骤S200，建立一传感器故障判断数据库，数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度。
在步骤S202，实时获取多个传感器一定时间内的检测数据。
在步骤S204，根据获取的所述多个传感器一定时间内的检测数据来与所述数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别。在本实施方式中，当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，判断所述传感器为需检修或更换的绝对故障类别。当任一传感器一定时间内的检测数据无变化或缺失时，判断所述传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别。当任一传感器一定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，判断所述传感器为需校准的相对故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别。当任一传感器一定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，判断所述传感器为需检修的系统性故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别。
在步骤S206，在已判断某一传感器有故障后，通过内置的SIM卡108发送故障报警信息到对应移动通信设备，故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式，以方便使用者通过手机来查看哪个传感器出了问题，不用来回跑浪费时间。
本发明的有益效果为传感器故障自动判断方法及系统能可准确有效判断传感器故障类别并给出针对性故障报警信息，现场传感器日常巡检实现完全自动化，显著减少巡检工作强度和频次，并对故障进行精确分类判断，缩短故障恢复时间，传感器管理效率显著提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传感器故障自动判断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
建立一传感器故障判断数据库，所述数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度；
实时获取多个传感器设定时间内的检测数据；
根据获取的所述多个传感器设定时间内的检测数据来与所述数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别；
在已判断某一传感器有故障后，通过内置的SIM卡发送故障报警信息到对应移动通信设备；
当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，判断所述传感器为需检修或更换的绝对故障类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据无变化或缺失时，判断所述传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，判断所述传感器为需校准的相对故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别；及
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，判断所述传感器为需检修的系统性故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长判断为连接关系错误类别。
2.根据权利要求1所述的传感器故障自动判断方法，其特征在于，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
实时获取多个传感器采集自身的设定时间内的检测数据。
3.根据权利要求1所述的传感器故障自动判断方法，其特征在于，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
实时获取由采集单元采集多个传感器的设定时间内的检测数据。
4.根据权利要求2或3所述的传感器故障自动判断方法，其特征在于，所述实时获取多个传感器设定时间内的检测数据时，发出一主动检测信号；所述故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式。
5.根据权利要求1所述的传感器故障自动判断方法，其特征在于，所述多个传感器设定时间内的检测数据为多个传感器在开机使用过程中每间隔10至30分钟获取的检测数据。
6.一种传感器故障自动判断系统，其特征在于，该系统包括：
存储单元，存储有传感器故障判断数据库，所述数据库包括每一传感器所对应的序号、最大最小量程值范围、正常工作时的平均范围和正常变化幅度；
获取单元，实时获取所述传感器故障自动判断系统中的多个传感器设定时间内的检测数据；
判断单元，根据获取的所述多个传感器设定时间内的检测数据来与所述数据库对应的最大最小量程值范围及正常工作时的平均范围及正常变化幅度作对比，以判断所述多个传感器是否有故障及故障的类别；
SIM卡，用于在判断单元已判断某一传感器有故障后，发送故障报警信息到对应移动通信设备；
当任一传感器任一时间的检测数据有超过对应的最大最小量程值范围时，所述判断单元判断所述传感器为需检修或更换的绝对故障类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据无变化或缺失时，所述判断单元判断所述传感器为需检测传感器及其连接的其他的元器件或更换传感器的连接关系错误类别；
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度在正常变化幅度时，所述判断单元判断所述传感器为需校准或检修的相对故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长所述判断单元判断为连接关系错误类别；及
当任一传感器设定时间内的检测数据未超过对应的最大最小量程值范围，但超过正常工作时的平均范围且所述检测数据的变化幅度未在正常变化幅度时，所述判断单元判断所述传感器为需校准或检修的系统性故障类别，且在所述相对故障的持续时长超过预设时长所述判断单元判断为连接关系错误类别。
7.根据权利要求6所述的传感器故障自动判断系统，其特征在于，所述获取单元实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
所述获取单元实时获取多个传感器采集自身的设定时间内的检测数据。
8.根据权利要求6所述的传感器故障自动判断系统，其特征在于，还包括采集单元，所述获取单元实时获取多个传感器设定时间内的检测数据，具体为：
所述获取单元实时获取由所述采集单元采集多个传感器的设定时间内的检测数据。
9.根据权利要求7或8所述的传感器故障自动判断系统，其特征在于所述获取单元实时获取多个传感器设定时间内的检测数据时，所述获取单元发出一主动检测信号；所述故障报警信息包括故障的传感器序号、故障类别、维修方式。
10.根据权利要求6所述的传感器故障自动判断系统，其特征在于，所述多个传感器设定时间内的检测数据为多个传感器在开机使用过程中每间隔10至30分钟获取的检测数据。
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