CN110868334B - 监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,用于快速辨识缺陷表征为监控信号与设备工况或设备不匹配,以及设备工况或设备状态变位动作异常的隐性缺陷,并提供有针对的状态检修方法。具体步骤如下:首先设置监测开始条件、监测结束条件、监控信号、监控信号的变位要求和延时要求;接着监视监测开始条件,监测开始条件满足后,监测指定的多个监控信号,并计算指定的多个监控信号从监测开始条件触发成功到监测信号变位成功的时长;若超过延时,监控信号未达到变位要求,则进行检查维修,若变位时长与不同统计周期比较,进行趋势检查分析,若趋势检查分析发现异常,则进行检查维修。

Description

监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域,具体涉及监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法。
背景技术
监控信号的数值和状态,以及变位时长,反映着生产设备的状态指示和动作情况。正常情况下,指定动作条件下,监控信号与设备工况、设备状态应匹配,监控信号的变位时长应在固定范围内。当动作条件下监控设备失效或被监控设备该动不动时,将出现监控信号与设备工况或设备不匹配的情况。
工业生产中监控系统的监控信号属于海量数据,传统的越限动作报警的监控逻辑和原有的顺序控制逻辑,在快速辨识缺陷表征为监控信号与设备工况或设备不匹配,以及设备工况或设备状态变位动作异常的隐性缺陷方面存在不足。
本发明通过对监控信号进行分析挖掘,从指定动作条件下的统计周期内获得指定多个监控信号配合变位的匹配情况,再通过与前续统计周期比较变位时长辨识设备变位效率异常等隐性缺陷,进而进行有针对的检查维修,达到状态检修的目标。
过去由于缺乏从海量监控信号中快速判断监控信号与设备工况或设备状态不匹配的的技术方法,导致无法从监控信号中萃取反映设备不匹配和变位异常的关键信息,致使相应的状态检修举步维艰。
本发明结合工程经验,全面考虑监控信号的特性,对相关分析方法进行标准化,并交给计算机完成,使得监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法实现自动检测和控制,为监控信号所属的设备的隐性缺陷、缺陷跟踪、提前消缺工作提供技术支持。
使得工业生产的运维人员在事故(事件)发生前得以提前预警,不仅可避免事故(事件)的发生和升级,还可为风险管控和有效处置赢得宝贵的预控时间。可有效规避风险,为工业的安全稳定生产提供可靠的技术保障。
发明内容
本发明提供监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,从指定动作条件下的统计周期内获得指定多个监控信号配合变位的匹配情况,再通过与前续统计周期比较变位时长辨识设备变位效率异常等隐性缺陷,进而进行有针对的检查维修,达到状态检修的目标。
本发明提供一种监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,包括以下步骤:
(1.1)设置监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset和指定的N个监控信号Q的延时要求Qtime
(1.2)监视监测开始条件Vbin,监测开始条件Vbin满足后,监测指定的N个监控信号Q,并计算指定的多个监控信号从监测开始条件触发成功到监测信号变位或达到预设阈值的时长Ti,i∈[1,N];
(1.3)若Ti,i∈[1,N]超过延时Qtime,指定的N个监控信号中任一监控信号未达到变位要求Qset,则对监控信号未达到变位要求的设备进行检查维修;
(1.4)对变位时长Ti,i∈[1,N]进行不同统计周期的趋势检查分析,若累积增加幅值或累积降幅值超过预设阈值δ,判为趋势异常,则对判为趋势异常的设备进行检查维修。
(1.5)监视监测结束条件Vend,监测结束条件Vend满足后转至执行第(1.2)步。
优选地,步骤(1.1)所述监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset的设置方式如下:选择一个变量,可直接链接变量库选择变量,若变量是开关量信号则选择触发类型,触发类型包括0或1、0→1或1→0类型;若变量是模拟量信号,可通过设定动作值和返回值,将模拟量达到动作值设为1,模拟量下降至返回值设为0,将模拟量转化为开关量进行处理。
优选地,步骤(1.1)所述监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset的设置方式还包括在新增变量前增加触发变量进行“与”、“或”操作,点击“+”按钮,在弹出的“与”、“或”选择小窗口中选择相应逻辑关系,然后新增变量,转至执行第(2.1)步。
优选地,步骤(1.1)所述指定的N个监控信号Q的延时要求Qtime通过分别输入N个时间设定值进行设置。
优选地,开关量信号包含两种状态记录,分别是代表状态值为“1”的状态记录和状态值为“0”的状态记录,每种状态记录均至少包含三个记录内容,分别是精确至毫秒的时间记录、状态值、设备描述。
优选地,步骤(1.4)监测开始条件Vbin满足至监测结束条件Vend满足为一个统计周期。
优选地,步骤(1.3)和(1.4)所述的趋势检查分析由以下步骤获得:
(7.1)获取Y(Y为大于1的正整数)个连续的统计周期的变位时长Ti,i∈[1,N],形成二维矩阵Tij,i∈[1,N],j∈[1,Y];
(7.2)按行对矩阵进行两两差分,形成差分矩阵Xij
(7.3)设j=1,Xij=Tij(i,j+1)-Tij(i,j);
(7.4)j的值加1,若j的值不大于Y,则进行第(7.3)步,若j的值大于Y,则转至第(7.5)步;
(7.5)按行对差分矩阵Xij进行累加
Figure BDA0002256575420000031
形成趋势数列Zi,i∈[1,N];
(7.6)按行对矩阵取平均值
Figure BDA0002256575420000041
获得数列AVGi,i∈[1,N];
(7.7)计算指标Pi=Zi/AVGi,i∈[1,N],将Pi与阈值δ进行比较,若超过阈值δ,判为趋势异常。
优选地,步骤(1.4)所述的阈值δ是30%。
优选地,步骤(1.3)和步骤(1.4)所述的检查维修是对监控信号所属设备的反馈回路、执行回路、命令回路进行传动试验的检查维修,
(9.1)监控信号所属的设备的反馈回路检查维修内容包括:
(9.1.1)检查传感器本体是否故障;
(9.1.2)检查传感器动作设定值是否漂移;
(9.1.3)检查反馈回路继电器是否故障;
(9.1.4)检查反馈回路接线端子是否松动;
(9.1.5)检查PLC信号输入卡件是否故障;
(9.1.6)检查反馈回路传感器、继电器和卡件供电回路是否正常;
(9.2)监控信号所属的设备执行回路检查维修内容包括:
(9.2.1)检查设备动力和控制电源是否正常;
(9.2.2)检查设备本体是否故障;
(9.2.3)检查设备执行操作线圈电阻值是否异常;
(9.2.4)检查设备传动机构是否卡涩;
(9.3)监控信号所属的命令回路检查维修内容包括:
(9.3.1)检查命令控制程序条件设置是否合理;
(9.3.2)检查PLC命令输出卡件是否故障;
(9.3.3)检查命令回路继电器、接触器、二极管等电子元件是否故障;
(9.3.4)检查命令回路接线端子是否松动。
与现有技术相比,本发明填补了工程界的空白,具有以下优点和技术效果:
(1)本发明提供了对监控信号与设备工况或设备状态不匹配的标准化分析方法,用自动检测和控制的方式,实现从指定动作条件下的统计周期内获得指定多个监控信号配合变位的匹配情况,再通过与前续统计周期比较变位时长辨识设备变位效率异常等隐性缺陷的状态检修方法;
(2)本发明提供了监控信号所属设备的反馈回路、执行回路、命令回路进行传动试验的标准方法,实现对缺陷表征为监控信号与设备工况或设备不匹配,以及设备工况或设备状态变位动作异常的隐性缺陷的快速甄别;
(3)本发明还可根据指定动作条件下指定的多个监控信号变位时长与前续统计周期比较变位时长辨识设备变位的趋势检查分析,快速判断监控信号所属设备是否存在缺陷提供技术支持,可在缺陷暴露前实现消缺。
附图说明
图1为本实例中监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明,但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是,以下若有未特别详细说明之过程,均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。
以下对广州蓄能水电厂2019年01月27日至01月29日#1机三次发电工况启动的监控信号进行实例分析。#1机组接收到开机令信号后,监控系统将依次收到下位机送来的主变空载冷却水供水电动阀20SRG 041VE关闭的信号、技术供水泵启动信号、#1机组冷却水供水电动阀01SRG 032VE开启信号。设阈值δ=30%。
结合图1流程,监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法包括以下步骤:
(1.1)按表1设置监测开始条件Vbin为#1机组开机令信号、监测结束条件Vend为#1机组发电工况稳态信号、指定的3个监控信号Q分别为主变空载冷却水供水电动阀20SRG041VE关闭的信号、技术供水泵启动信号、#1机组冷却水供水电动阀01SRG 032VE开启信号,3个监控信号的变位要求Qset为“0→1”,指定的3个监控信号Q的延时要求Qtime分别为监控信号Q1的延时要求Qtime1为60秒,监控信号Q2的延时要求Qtime2为10秒,监控信号Q3的延时要求Qtime3为10秒。
表1初始设置
Figure BDA0002256575420000061
表1中设备描述1和设备描述2为现场监控变量的具体描述,设备描述1和设备描述2其中若有一项不一致,则表示不同的监控变量。
((1.2)根据监控系统的刷新频率监视监测开始条件Vbin,监测开始条件Vbin于2019-01-29 17:41:16:830满足后,监测表1指定的3个监控信号,指定的3个监控系统的信号如表2所示,计算指定的3个监控信号从监测开始条件触发成功到监测信号变位时长,获得变位时长T=[29.49,8.04,7.7];
表2指定的3个监控信号Q
Figure BDA0002256575420000071
表2中设备描述1和设备描述2为现场监控变量的具体描述,设备描述1和设备描述2其中若有一项不一致,则表示不同的监控变量。
(1.3)指定的3个监控信号均在延时要求Qtime内达到变位要求Qset,无需对设备进行检查维修;
(1.4)前两个统计周期的信号记录如表3所示,对变位时长Ti(i∈[1,N])进行不同统计周期的趋势检查分析,若累积增加幅值或累积降幅值超过阈值δ,判为趋势异常,则对判为趋势异常的设备进行检查维修。
表3前两个统计周期中指定的3个监控信号Q
Figure BDA0002256575420000081
表3中设备描述1和设备描述2为现场监控变量的具体描述,设备描述1和设备描述2其中若有一项不一致,则表示不同的监控变量。
趋势检查分析步骤如下:
(1)取Y=2,获取Y个连续的统计周期的变位时长T,形成二维矩阵Tij
Figure BDA0002256575420000091
(2)按行对矩阵进行两两差分,形成差分矩阵Xij
Figure BDA0002256575420000092
(3)按行对差分矩阵Xij进行累加,获得趋势数列Zi
Figure BDA0002256575420000093
(4)按行对矩阵取平均值
Figure BDA0002256575420000094
获得数列
Figure BDA0002256575420000095
(5)计算指标Pi=Zi/AVGi,获得指标
Figure BDA0002256575420000096
将Pi与阈值δ进行比较,未超过阈值δ,判为趋势无异常。
(1.5)监视表1所示监测结束条件Vend,监测结束条件Vend满足后转至执行第(1.2)步。
可见,本发明提供了对监控信号与设备工况或设备状态不匹配的标准化分析方法,用自动检测和控制的方式,实现从指定动作条件下的统计周期内获得指定多个监控信号配合变位的匹配情况,通过与前续统计周期比较变位时长辨识设备变位效率异常等隐性缺陷的状态检修方法,为快速判断监控信号所属设备是否存在缺陷提供技术支持,可在缺陷暴露前实现消缺。

Claims (6)

1.监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1.1)设置监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset和指定的N个监控信号Q的延时要求Qtime;所述监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset的设置方式如下:选择一个变量,链接变量库选择变量,若变量是开关量信号则选择触发类型,触发类型包括0或1、0→1或1→0类型;若变量是模拟量信号,设定动作值和返回值,将模拟量达到动作值设为1,模拟量下降至返回值设为0,将模拟量转化为开关量进行处理;所述监测开始条件Vbin、监测结束条件Vend、指定的N个监控信号Q的变位要求Qset的设置方式还包括在新增变量前增加触发变量进行“与”、“或”操作,点击“+”按钮,在弹出的“与”、“或”选择小窗口中选择相应逻辑关系;
(1.2)监视监测开始条件Vbin,监测开始条件Vbin满足后,监测指定的N个监控信号Q,并计算指定的多个监控信号从监测开始条件触发成功到监测信号变位或达到阈值的时长Ti,i∈[1,N],即变位时长;
(1.3)若变位时长Ti,i∈[1,N]超过延时Qtime,指定的N个监控信号中任一监控信号未达到变位要求Qset,则对监控信号未达到变位要求的设备进行检查维修;
(1.4)对变位时长Ti,i∈[1,N]进行不同统计周期的趋势检查分析,若累积增加幅值或累积降幅值超过预设阈值δ,判为趋势异常,则对判为趋势异常的设备进行检查维修;所述的趋势检查分析由以下步骤获得:
(7.1)获取Y个连续的统计周期的变位时长Ti,i∈[1,N],形成二维矩阵Tij,i∈[1,N],j∈[1,Y];
(7.2)按行对矩阵进行两两差分,形成差分矩阵Xij
(7.3)设j=1,Xij=Tij(i,j+1)-Tij(i,j);
(7.4)j的值加1,若j的值不大于Y,则进行第(7.3)步,若j的值大于Y,则转至第(7.5)步;
(7.5)按行对差分矩阵Xij进行累加
Figure FDA0003216056360000011
形成趋势数列Zi,i∈[1,N];
(7.6)按行对矩阵取平均值
Figure FDA0003216056360000012
获得数列AVGi,i∈[1,N];
(7.7)计算指标Pi=Zi/AVGi,i∈[1,N],将Pi与阈值δ进行比较,若超过阈值δ,判为趋势异常;
(1.5)监视监测结束条件Vend,监测结束条件Vend满足后转至执行第(1.2)步。
2.根据权利要求1所述的监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于,步骤(1.1)所述指定的N个监控信号Q的延时要求Qtime通过分别输入N个时间设定值进行设置。
3.根据权利要求2所述的监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于,开关量信号包括两种状态记录,分别是代表状态值为“1”的状态记录和状态值为“0”的状态记录,每种状态记录均至少包含三个记录内容,分别是精确至毫秒的时间记录、状态值、设备描述。
4.根据权利要求1所述的监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于,步骤(1.4)所述的统计周期为从监测开始条件Vbin满足至监测结束条件Vend满足的一个周期。
5.根据权利要求1所述的监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于步骤(1.4)所述的阈值δ是30%。
6.根据权利要求1所述的监控信号与设备工况或设备状态不匹配的状态检修方法,其特征在于,步骤(1.3)和步骤(1.4)所述的检查维修是对监控信号所属设备的反馈回路、执行回路、命令回路进行传动试验的检查维修,
(9.1)监控信号所属的设备的反馈回路检查维修内容包括:
(9.1.1)检查传感器本体是否故障;
(9.1.2)检查传感器动作设定值是否漂移;
(9.1.3)检查反馈回路继电器是否故障;
(9.1.4)检查反馈回路接线端子是否松动;
(9.1.5)检查PLC信号输入卡件是否故障;
(9.1.6)检查反馈回路传感器、继电器和卡件供电回路是否正常;
(9.2)监控信号所属的设备执行回路检查维修内容包括:
(9.2.1)检查设备动力和控制电源是否正常;
(9.2.2)检查设备本体是否故障;
(9.2.3)检查设备执行操作线圈电阻值是否异常;
(9.2.4)检查设备传动机构是否卡涩;
(9.3)监控信号所属的命令回路检查维修内容包括:
(9.3.1)检查命令控制程序条件设置是否合理;
(9.3.2)检查PLC命令输出卡件是否故障;
(9.3.3)检查命令回路继电器、接触器、二极管等电子元件是否故障;
(9.3.4)检查命令回路接线端子是否松动。
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