CN111932843A - 一种动设备在线监测报警限反复穿越方法 - Google Patents

一种动设备在线监测报警限反复穿越方法 Download PDF

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王迎春
尹天齐
王牮
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Abstract

本发明公开了一种动设备在线监测报警限反复穿越方法，包括：基于传感器获取设备测点的运行信号，依托动设备在线监测报警限反复穿越识别技术实现动设备故障的精准报警，并进一步确定故障发生原因、采取合理的治理措施。避免因动设备故障造成的安全事故、资源损耗、经济损失及环境污染等有益效果。

Description

一种动设备在线监测报警限反复穿越方法
技术领域
本发明涉及设备健康监测领域，具体地说，特别涉及一种动设备在线监测报警限反复穿越方法。
背景技术
设备健康监测技术有助于了解设备的工作状态、检测存在的故障隐患并及时发出预警，从而避免设备损坏及其酿成的经济损失、环境污染、不良社会影响，甚至是人员伤亡等，对保障工业过程安全、高效、有序运行起着至关重要的作用。其中，作为工业过程的首道保护层，报警系统的性能优劣直接关系到设备健康监测的成功与否。但由于动设备零部件众多、连接方式复杂，使其呈现出范围不确定性、高度非线性、强关联性等特征，且由于工艺参数的联动调整很难使动设备一直处于最佳状态(设计)点，这些都给设备在线监测报警带来诸多挑战。
目前，过程工业多采用固定阈值的常规报警监测系统，且该报警阈值一般由制造厂家在设备出厂时设定。但在动设备实际运行过程中，经常会由于工艺参数的调整、物料的更换、设备的启停切换、人为操作等，给动设备正常运行带来一定干扰，致使其某一或某些监测参数在某一段时间内反复波动，且波动范围常常超过常规报警监测系统所设定的阈值。由于常规报警检测系统采用“超限即报警”的判断逻辑，在监测参数反复穿越报警限时报警检测系统便反复报警，造成报警泛滥，如冗余报警、持续报警等。但在这些报警中，绝大多数都属于滋扰报警，并不需要操作人员采取任何响应措施，进而降低操作人员的处理效率，甚至会湮没重要报警。
由于过程工业的特殊性，目前上述技术在动设备在线监测报警技术方面，仍然存在以下问题：
(1)常规报警监测系统在动设备监测中有着广泛的应用，但其判断逻辑过于简单，无法解决监测参数反复穿越报警限带来的报警泛滥问题。
(2)目前尚无一种经过实际机组验证的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，弥补常规报警的上述不足，及时精准地判断机组的运行状态并进行智能预警，在消除泛滥报警的同时又能兼顾重要报警，以便有针对性地采取措施，避免事态的进一步恶化。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种动设备在线监测报警限反复穿越方法。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种动设备在线监测报警限反复穿越方法，包括：
(1)选取采集监测点，安装振动传感器，采集监测点的振动信号，并绘制其随时间变化的趋势图；
(2)当某一个监测点的趋势超过报警限时，计时器1、2、3、4开始计时，其中计时器1用于记录当前时间距离上次设备新报警时间，计时器2用于记录当前时间距离上次保存的时间，计时器3用于计量是否超过当前时间的30分钟，计时器4用于计量是否超过当前时间的2个小时；
(3)在步骤(2)中，若其他测点均未报警，则设备变为半正常状态，重置计时器4，并跳至步骤(5)；
(4)在步骤(3)中，若正常状态超过两个小时则重置计时器4，将报警事件标志为停止，重置所有测点正常计时器，并将所有测点的报警日志状态均置为停止；
(5)对于步骤(3)的半正常状态及步骤(2)的新报警状态，若有其他测点报警：
(5.1)如果计时器1超过2天，则计算滑动平均值
公式(滑动平均值A＝(D1+D2)/2)
式中，D1代表前一个报警趋势值，D2代表当前报警趋势值，并采用A更新最大报警值；
(5.2)在步骤(5.1)中，若有首次报警的其他测点，则重置计时器1、重置所有测点正常计时器、将所有测点的报警日志状态均置为停止，并保存日志；
(5.3)在步骤(5.2)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.4)在步骤(5.2)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.5)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，但报警值大于上次报警最大值的115％，则重复步骤(5.3)和步骤(5.4)；
(5.6)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，且报警值均小于上次报警最大值的115％，但有测点当前值连续三次超过上次报警值，则标记“旧报警状态有测点大于上次报警值”；
(5.7)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，报警值也均小于上次报警最大值的115％，且没有任何测点的当前值连续三次超过上次报警值，则重置计时器4；
(5.8)在步骤(5.7)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.9)在步骤(5.7)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.10)在步骤(5.7)中，若计时器1超过20分钟，且计时器3超过30分钟，则重置计时器2和计时器3，保存全部数据；
通过对振动趋势进行上述处理，实现动设备在线监测报警限反复穿越的识别。
进一步地，所述趋势图通过使用加速度振动信号的有效峰值、速度振动信号的均方根值或位移振动信号的峰值来绘制。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)对于反复穿越报警限但运行平稳的动设备，报警系统只进行一次预警，避免了泛滥报警；
(2)对于穿越报警限且运行状态逐渐偏离正常工况的动设备，报警系统进行多次或持续报警，避免因设备故障造成的安全事故、资源损耗、经济损失及环境污染等有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种动设备在线监测报警限反复穿越方法的报警流程图；
图2是本发明实施例一的监测参数趋势图及报警显示图；
图3是本发明实施例二的监测参数趋势图及报警显示图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供了一种动设备在线监测报警限反复穿越方法，参见图1，包括：
(1)选取采集监测点，安装振动传感器，采集监测点的振动信号，并绘制其随时间变化的趋势图；
(2)当某一个监测点的趋势超过报警限时，计时器1、2、3、4开始计时，其中计时器1用于记录当前时间距离上次设备新报警时间，计时器2用于记录当前时间距离上次保存的时间，计时器3用于计量是否超过当前时间的30分钟，计时器4用于计量是否超过当前时间的2个小时；
(3)在步骤(2)中，若其他测点均未报警，则设备变为半正常状态，重置计时器4，并跳至步骤(5)；
(4)在步骤(3)中，若正常状态超过两个小时则重置计时器4，将报警事件标志为停止，重置所有测点正常计时器，并将所有测点的报警日志状态均置为停止；
(5)对于步骤(3)的半正常状态及步骤(2)的新报警状态，若有其他测点报警：
(5.1)如果计时器1超过2天，则计算滑动平均值
公式(滑动平均值A＝(D1+D2)/2)
式中，D1代表前一个报警趋势值，D2代表当前报警趋势值，并采用A更新最大报警值；
(5.2)在步骤(5.1)中，若有首次报警的其他测点，则重置计时器1、重置所有测点正常计时器、将所有测点的报警日志状态均置为停止，并保存日志；
(5.3)在步骤(5.2)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.4)在步骤(5.2)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.5)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，但报警值大于上次报警最大值的115％，则重复步骤(5.3)和步骤(5.4)；
(5.6)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，且报警值均小于上次报警最大值的115％，但有测点当前值连续三次超过上次报警值，则标记“旧报警状态有测点大于上次报警值”；
(5.7)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，报警值也均小于上次报警最大值的115％，且没有任何测点的当前值连续三次超过上次报警值，则重置计时器4；
(5.8)在步骤(5.7)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.9)在步骤(5.7)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.10)在步骤(5.7)中，若计时器1超过20分钟，且计时器3超过30分钟，则重置计时器2和计时器3，保存全部数据；
通过对振动趋势进行上述处理，实现动设备在线监测报警限反复穿越的识别。
进一步地，所述趋势图通过使用加速度振动信号的有效峰值、速度振动信号的均方根值或位移振动信号的峰值来绘制。
具体地，该动设备在线监测报警限反复穿越方法适用于石化、冶金、电力、有色等过程工业的所有动设备。
与此同时，本实施例中还提供了里两个应用实例，具体如下：
实施例一
某企业的新氢压缩机为往复式压缩机，采用电涡流传感器监测器活塞杆的沉降量，并绘制其振动峰值随时间变化的趋势图。由于工艺参数的调整，其2号缸活塞杆测沉降量在2014年6月5日开始反复穿越预设的报警限，但设备总体运行平稳。利用本专利提出的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，在6月5日首次报警时便将该设备标记为半正常状态，重置计时器4。但由于没有其他测点首次报警，报警值也小于上次报警最大值的115％，且没有任何测点的当前值连续三次超过上次报警值，则重置计时器2和计时器3，保存全部数据。基于本专利提出的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，该机组的报警监测系统只发出一次预警，既提醒了操作人员该机组的运行异常情况，又避免了报警泛滥。
实施例二
某企业的位号为P3409A的泵采用加速度传感器监测轴承座处的振动，并绘制有效峰值随时间变化的趋势图。自2014年1月3日起，该泵的驱动端径向振动2Ha逐渐增大，且逐渐偏离正常运行工况。利用本专利提出的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，在1月3日首次报警时便将该设备标记为半正常状态，重置计时器4。此时，没有其他测点首次报警，且报警值均小于上次报警最大值的115％，但径向振动测点2Ha当前值连续三次超过上次报警值，监测系统标记“旧报警状态有测点大于上次报警值”。在1月11日，在径向测点2Ha突然增大的同时，轴向测点2Aa振动值也突然增大，且在1月12日超出报警限，利用本专利提出的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，重置计时器1、重置所有测点正常计时器、将所有测点的报警日志状态均置为停止，并保存日志。基于本专利提出的动设备在线监测报警限反复穿越识别技术，该机组的报警监测系统持续报警，引起操作人员的重视，采取……措施，发现是……故障，避免了事态的进一步恶化。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)对于反复穿越报警限但运行平稳的动设备，报警系统只进行一次预警，避免了泛滥报警；
(2)对于穿越报警限且运行状态逐渐偏离正常工况的动设备，报警系统进行多次或持续报警，避免因设备故障造成的安全事故、资源损耗、经济损失及环境污染等有益效果。
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种动设备在线监测报警限反复穿越方法，其特征在于，包括：
(1)选取采集监测点，安装振动传感器，采集监测点的振动信号，并绘制其随时间变化的趋势图；
(2)当某一个监测点的趋势超过报警限时，计时器1、2、3、4开始计时，其中计时器1用于记录当前时间距离上次设备新报警时间，计时器2用于记录当前时间距离上次保存的时间，计时器3用于计量是否超过当前时间的30分钟，计时器4用于计量是否超过当前时间的2个小时；
(3)在步骤(2)中，若其他测点均未报警，则设备变为半正常状态，重置计时器4，并跳至步骤(5)；
(4)在步骤(3)中，若正常状态超过两个小时则重置计时器4，将报警事件标志为停止，重置所有测点正常计时器，并将所有测点的报警日志状态均置为停止；
(5)对于步骤(3)的半正常状态及步骤(2)的新报警状态，若有其他测点报警：
(5.1)如果计时器1超过2天，则计算滑动平均值
公式(滑动平均值A＝(D1+D2)/2)
式中，D1代表前一个报警趋势值，D2代表当前报警趋势值，并采用A更新最大报警值；
(5.2)在步骤(5.1)中，若有首次报警的其他测点，则重置计时器1、重置所有测点正常计时器、将所有测点的报警日志状态均置为停止，并保存日志；
(5.3)在步骤(5.2)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.4)在步骤(5.2)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.5)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，但报警值大于上次报警最大值的115％，则重复步骤(5.3)和步骤(5.4)；
(5.6)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，且报警值均小于上次报警最大值的115％，但有测点当前值连续三次超过上次报警值，则标记“旧报警状态有测点大于上次报警值”；
(5.7)在步骤(5.1)中，若没有其他测点首次报警，报警值也均小于上次报警最大值的115％，且没有任何测点的当前值连续三次超过上次报警值，则重置计时器4；
(5.8)在步骤(5.7)中，若计时器1未超过5分钟，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.9)在步骤(5.7)中，若计时器1超过5分钟但不超过20分钟，且计时器2超过30秒，则重置计时器2，保存全部数据；
(5.10)在步骤(5.7)中，若计时器1超过20分钟，且计时器3超过30分钟，则重置计时器2和计时器3，保存全部数据；
通过对振动趋势进行上述处理，实现动设备在线监测报警限反复穿越的识别。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述趋势图通过使用加速度振动信号的有效峰值、速度振动信号的均方根值或位移振动信号的峰值来绘制。
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