CN115562143B - 一种基于物联网的阀门远程故障监控方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的阀门远程故障监控方法及系统，其方法包括：接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数，获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型，将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果，根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。无需操作人员去现场进行诊断，安全性得到保障，且提高检测效率的同时也节省了人力成本，提高了实用性。

Description

一种基于物联网的阀门远程故障监控方法及系统

技术领域

本发明涉及设备监视技术领域，尤其涉及一种基于物联网的阀门远程故障监控方法及系统。

背景技术

在化工领域，设备的远程监测或监视技术应用比较广泛，包括空气设备监测、工业管路的介质流动监视、海底装备的传输状况监视等，通过对设备的远程故障识别或者监视技术大大降低人工成本，及时性强且精确度比较高，深受人们青睐。

对于很多设备来说，往外通过管道传输介质，控制管道传输的阀门故障问题引发的安全问题日益突出，因此很有必要对管路中高关键的阀门状态进行远程监控和诊断，以便及时了解阀门的健康信息，从而采取有效的措施避免因阀门故障而产生安全事故，现有的阀门故障监控方法一般通过采取人工的方式来采集阀门的状态参数进而进行故障判断，其不近工作效率低下同时作业安全性得不到保障，降低了安全性。

发明内容

针对上述所显示出来的问题，本发明提供一种基于物联网的阀门远程故障监控方法及系统，用于解决背景技术中提到的需要操作人员现场操作，工作效率低且作业安全性得不到保障，降低了安全性的问题。

一种基于物联网的阀门远程故障监控方法，包括以下步骤：

接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数；

获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。

优选的，在所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令之前，还包括：

获取所述设备管理端发送的注册请求；

根据所述注册请求判断所述设备管理端是否具有故障诊断权限，若没有，则拒绝所述设备管理端访问，并发送获权条件至所述设备管理端；

若有，则发送原始注册需求信息表至所述设备管理端，其中，所述原始注册需求信息表为pdf格式；

接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表；

依据所述当前注册信息表对所述设备管理端进行信息注册，得到注册成功通知，并将所述注册成功通知发送至所述设备管理端。

优选的，所述接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表，包括：

对所述原始注册需求信息表进行图片扫描，得到待处理图像；

对所述待处理图像进行颜色值的计算，得到颜色值结果；

对所述待处理图像中颜色值结果大于预设阈值的区域进行标记，得到若干个图像区域；

从所述待处理图像中提取出若干个图像区域，以转换成对应的文字符号；

根据所述文字符号获取相关注册信息，并根据所述相关注册信息制作所述当前注册信息表。

优选的，所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，包括：

对所述设备管理端进行权限判断，若无权限，则拒绝访问，若有权限，则获取所述设备管理端的远程故障诊断请求；

基于所述远程故障诊断请求进行故障诊断区域数量计算和故障诊断方式解析，得到预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式；

获取故障诊断类型，根据所述预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式与所述故障诊断类型进行匹配，得到具体的故障诊断请求，并基于所述具体的故障诊断请求发布具体的故障诊断请求指令；

对所述具体的故障诊断请求指令进行第一加密，并将得到的加密结果及当前时间打包进行第二加密，以得到所述阀门远程故障诊断通知；

通过所述设备管理端发送所述阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令。

优选的，所述将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数，包括：

将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备；

通过所述监测设备识别所述远程故障诊断指令的帧头与帧尾；

对所述帧头与帧尾中间的数据进行提取，得到有效数据；

将所述有效数据转换为字符串类型数据，与已有结构体中的命令字符串进行匹配，并输出匹配成功时对应的命令码，其中，所述已有结构体提前存储于所述监测设备中；

根据所述命令码从当前时刻开始进行阀门相关参数获取，到预设时刻停止，以得到当前运行参数，其中，所述当前运行参数包括以下至少一项：所述阀门运行状态、通过所述阀门的流量、所述阀门的压力值、所述阀门的温度及所述阀门的密封状态。

优选的，所述将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果，包括：

接收所述当前运行参数并计算所述当前运行参数中时域中最大值、最小值、均值及标准差；

确定所述时域中当前运行参数的幅度峰值的横坐标，并对所述当前运行参数进行频域转换，在所述频域中确定所述幅度峰值的横坐标对应的频率，得到峰值频率；

确定所述最大值、最小值、均值、标准差及峰值频率为特征参数；

对所述当前运行参数进行特征提取，以进行降维，得到特征参数；

将所述特征参数输入至所述故障诊断模型，以使所述故障诊断模型输出所述故障识别结果，其中所述故障诊断模型用于根据输入的特征参数进行故障识别。

优选的，该方法还包括：

根据所述当前运行参数进行运行时间的计算，得到运行时间；

从所述当前运行参数中提取不同类的数据，并以一类为一条曲线的规则根据所述运行时间进行运行曲线的绘制，得到阀门运行曲线图，其中运行曲线图上的曲线数量等于从当前运行参数中提取出来的类别数量；

从所述当前运行参数中提取不同类的类名，以根据所述不同类的类名及其对应的数据进行状态报表制作，得到阀门状态报表；

将所述阀门运行曲线、阀门状态报表及所述故障识别结果进行存储；

判断所述故障识别结果是否为异常，若非异常，则无响应；若异常，则将所述故障识别结果发送至所述阀门的监测设备；

所述监测设备将所述故障识别结果推送至用户手机，并进行故障报警。

优选的，所述获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型，包括：

获取阀门在不同运行状态下的正常工作信号和异常工作信号；

对所述正常工作信号和异常工作信号分别进行时域特征和频域特征提取工作，获得第一提取特征和第二提取特征；

将二者的第一提取特征和第二提取特征分别进行对比，根据对比结果确定异常工作信号的异常特征参数；

根据所述异常特征参数确定突变特征值，根据所述突变特征值确定阀门在不同运行状态下的工作信号中的故障信息；

对所述故障信息进行参数配置，获取配置结果；

根据所述配置结果对所述故障信息进行特征映射，获取映射结果；

根据所述映射结果确定阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值；

基于阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值确定阀门的不同运行状态的故障信号序列；

检测阀门在不同运行状态的工况模式参数；

根据阀门在不同运行状态的工况模式参数和故障信号序列和异常特征参数构建阀门在每个运行状态下的变差函数模型；

利用所述变差函数模型计算出阀门在不同运行状态下的由正常转为故障的参数差变值；

根据所述参数差变值确定阀门在不同运行状态下的故障特性参数；

利用所述故障特性参数训练预设模型获得所述故障诊断模型。

优选的，在将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数之前，所述方法还包括：

采集所述监测设备的第一脉冲电平信号频率和阀门的第二脉冲电平信号频率；

分析所述第一脉冲电平信号频率和第二脉冲电平信号频率之间的时序偏差；

根据所述时序偏差确定监测设备在采集阀门的当前运行参数时阀门的信号模值变化情况；

根据所述信号模值变化情况确定监测设备在第一脉冲电平信号频率下的参数采集增益；

检测所述阀门在不同运行状态下的波特率变化区间；

根据所述参数采集增益对所述监测设备的参数采集信号的当前波特率进行校正，获取校正结果；

根据所述校正结果获取校正后的当前波特率，确认所述校正后的当前波特率是否在阀门在不同运行状态下的波特率变化区间内，若是，确认校正后的当前波特率合格，无需进行后续操作，若否，确认校正后的当前波特率不合格，对所述校正后的当前波特率进行适应性调整，获取调整后的波特率；

根据调整后的波特率确定监测设备的发送信号频率；

在所述监测设备上生成发送信号频率的参数采集信号并将其反馈至阀门进行运行参数的采集工作。

一种基于物联网的阀门远程故障监控系统，该系统包括：

接收模块，用于接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

发送模块，用于将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数；

构建模块，用于获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

识别模块，用于将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

控制模块，用于根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。

通过上述技术方案，本发明可取得如下有益效果：

1)通过直接接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，开启远程故障诊断，无需操作人员去现场进行诊断，之后响应阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，然后发送至阀门的监测设备上，开始远程监测功能进行当前运行参数监测，最后根据当前运行参数利用故障诊断模型进行故障识别，无需操作人员去现场，安全性得到保障，且提高检测效率的同时也节省了人力成本，提高了实用性。

2)通过获取设备管理端发送的注册请求来判断其是否具有故障诊断权限，来保护整个系统防止被他人利用，而通过发送pdf格式的原始注册需求表信息至设备管理端，能够避免在传输过程中出现文字乱码的现象，提高了稳定性和实用性。

3)通过对待处理图像中颜色值结果大于预设阈值的区域进行标记，得若干个图像区域，这若干个图像区域中包含有主要的注册信息，然后将其提取出来并转化为文字符号，提供给设备管理端，使其根据此进行当前注册信息表的制作，能够快速的实现制作，提高了工作效率。

4)通过对设备管理端进行权限判断，保护设备管理端的安全，通过对故障诊断类型识别得到具体的故障诊断请求指令，能够更加有针对性的进行故障诊断，提高诊断效率，对其进行加密能够保护其传输过程中的安全性。

5)通过根据解析结果进行当前时刻到预设时刻的运行参数抓取，能够相对实时的获取阀门当前的运行状态，保证故障诊断的实时性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明所提供的一种基于物联网的阀门远程故障监控方法的工作流程图；

图2为本发明所提供的一种基于物联网的阀门远程故障监控方法的另一工作流程图；

图3为本发明所提供的一种基于物联网的阀门远程故障监控方法的又一工作流程图；

图4为本发明所提供的一种基于物联网的阀门远程故障监控系统的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在化工领域，设备的远程监测或监视技术应用比较广泛，包括空气设备监测、工业管路的介质流动监视、海底装备的传输状况监视等，通过对设备的远程故障识别或者监视技术大大降低人工成本，及时性强且精确度比较高，深受人们青睐。

对于很多设备来说，往外通过管道传输介质，控制管道传输的阀门故障问题引发的安全问题日益突出，因此很有必要对管路中高关键的阀门状态进行远程监控和诊断，以便及时了解阀门的健康信息，从而采取有效的措施避免因阀门故障而产生安全事故，现有的阀门故障监控方法一般通过采取人工的方式来采集阀门的状态参数进而进行故障判断，其不近工作效率低下同时作业安全性得不到保障，降低了安全性。为了解决上述问题，本实施例公开了一种基于物联网的阀门远程故障监控方法。

一种基于物联网的阀门远程故障监控方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101、接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

步骤S102、将远程故障诊断指令发送至阀门的监测设备，以使监测设备检测阀门的当前运行参数；

步骤S103、获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

步骤S104、将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

步骤S105、根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。

在本实施例中，阀门远程故障诊断通知表示为设备管理端发出的阀门诊断指示，通过该指示用来判断是否要对当前阀门进行故障诊断，若阀门故障诊断通知表述为进行故障诊断则进行下一步，开启远程故障诊断，若阀门故障诊断通知表述为不进行故障诊断则，则无需进行远程故障诊断；

在本实施例中，阀门的当前运行参数表示为阀门的当前工作参数和状态参数以及其所处环境的环境参数；

在本实施例中，故障识别可包括轻微小故障也包括大故障；

在本实施例中，故障诊断模型用以根据阀门在不同故障状态下的异常参数与阀门的当前参数进行比较以确定故障类型；

在本实施例中，选择性的控制阀门的运行状态的前提为若识别故障不影响阀门的正常运行则可以控制阀门保持，若识别故障对阀门的正常运行影响较小则可以控制阀门延迟关闭，若识别故障对阀门的对阀门的正常运行影响较大则立马控制阀门关闭。

上述技术方案的工作原理为：接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，将远程故障诊断指令发送至阀门的监测设备，以使监测设备检测阀门的当前运行参数，获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型，将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果，根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。

上述技术方案的有益效果为：通过直接接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，开启远程故障诊断，无需操作人员去现场进行诊断，之后响应阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，然后发送至阀门的监测设备上，开始远程监测功能进行当前运行参数监测，最后根据当前运行参数利用故障诊断模型进行故障识别，无需操作人员去现场，安全性得到保障，且提高检测效率的同时也节省了人力成本，提高了实用性，解决了现有技术中需要操作人员现场操作，工作效率低且作业安全性得不到保障的问题。

在一个实施例中，在所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令之前，还包括：

获取所述设备管理端发送的注册请求；

根据所述注册请求判断所述设备管理端是否具有故障诊断权限，若没有，则拒绝所述设备管理端访问，并发送获权条件至所述设备管理端；

若有，则发送原始注册需求信息表至所述设备管理端，其中，所述原始注册需求信息表为pdf格式；

接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表；

依据所述当前注册信息表对所述设备管理端进行信息注册，得到注册成功通知，并将所述注册成功通知发送至所述设备管理端。

在本实施例中，注册请求包含但不局限于账号注册、物联网接入注册请求和设备注册；

在本实施例中，获权条件表示为具备故障诊断权限的基础条件，比如设备管理端的地址号，登录密码等；

在本实施例中，原始注册需求信息表中包括但不限于：用户姓名、手机号、家庭住址。

上述技术方案的有益效果为：通过获取设备管理端发送的注册请求来判断其是否具有故障诊断权限，来保护整个系统防止被他人利用，而通过发送pdf格式的原始注册需求表信息至设备管理端，能够避免在传输过程中出现文字乱码的现象，提高了稳定性和实用性。

在一个实施例中，如图2所示，所述接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表，包括：

步骤S201、对原始注册需求信息表进行图片扫描，得到待处理图像；

步骤S202、对待处理图像进行颜色值的计算，得到颜色值结果；

步骤S203、对待处理图像中颜色值结果大于预设阈值的区域进行标记，得到若干个图像区域；

步骤S204、将若干个图像区域从待处理图像中提取出来，以转换成对应的文字符号；

步骤S205、根据文字符号获取相关注册信息，并根据相关注册信息制作所述当前注册信息表。

在本实施例中，对待处理图像进行颜色值计算，计算出不同颜色对应的数值，比如白色是0、黑色是100，红色是70等，预设阈值设置为50。

上述技术方案的有益效果为：通过对待处理图像中颜色值结果大于预设阈值的区域进行标记，得到若干个图像区域，这若干个图像区域中包含有主要的注册信息，然后将其提取出来并转化为文字符号，提供给设备管理端，使其根据此进行当前注册信息表的制作，能够快速的实现制作，提高了工作效率。

在一个实施例中，如图3所示，所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，包括：

步骤S301、对设备管理端进行权限判断，若无权限，则拒绝访问，若有权限，则获取设备管理端的远程故障诊断请求；

步骤S302、基于远程故障诊断请求进行故障诊断区域数量计算和故障诊断方式解析，得到预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式；

步骤S303、获取故障诊断类型，根据预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式与故障诊断类型进行匹配，得到具体的故障诊断请求，并基于具体的故障诊断请求发布具体的故障诊断请求指令；

步骤S304、对具体的故障诊断请求指令进行第一加密，并将得到的加密结果及当前时间打包进行第二加密，以得到阀门远程故障诊断通知；

步骤S305、通过设备管理端发送阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令。

在本实施例中，权限判断表示为参数获取权限判断或故障诊断权限判断；

在本实施例中，故障诊断类型包括但不限于：流量诊断，泄露诊断。

在本实施例中，故障诊断方式包括实时诊断、延迟诊断等，在故障诊断过程中，需要先确定故障的诊断类型再确定合适的故障诊断方式。

在本实施例中，第一加密的加密方式可以为对称加密。

在本实施例中，第二加密的加密方式可以为非对称加密。

上述技术方案的有益效果为：通过对设备管理端进行权限判断，保护设备管理端的安全，通过故障诊断区域及故障诊断方式对故障诊断类型进行匹配得到具体的故障诊断请求指令，能够更加有针对性的进行故障诊断，提高诊断效率，对其进行加密能够保护其传输过程中的安全性。

在一个实施例中，将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数，包括：

将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备；

通过所述监测设备识别所述远程故障诊断指令的帧头与帧尾；

对所述帧头与帧尾中间的数据进行提取，得到有效数据；

将所述有效数据转换为字符串类型数据，与已有结构体中的命令字符串进行匹配，并输出匹配成功时对应的命令码；

根据所述命令码从当前时刻开始进行参数获取，到预设时刻停止，以得到当前运行参数。

在本实施例中，有效数据表示为远程故障诊断指令特征相关数据；

在本实施例中，所述已有结构体提前存储于所述监测设备中；

在本实施例中，当前运行参数包括以下至少一项：所述阀门运行状态、通过所述阀门的流量、所述阀门的压力值、所述阀门的温度及所述阀门的密封状态；

在本实施例中，预设时刻可以是当前时刻的半小时后，一般不小于半小时的时间内的数据采集能够充分获取阀门在当前运行情况下的全面参数，且不会影响故障诊断的及时性。

上述技术方案的有益效果为：通过根据命令码进行当前时刻到预设时刻的运行参数获取，能够有针对性的、相对实时的获取阀门当前的运行状态，保证故障诊断的实时性，也能够确保获取充分的数据对阀门的当前运行状态有着客观的评估，确保诊断结果的可靠性。

在一个实施例中，所述将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果，包括：

接收所述当前运行参数并计算所述当前运行参数中时域中最大值、最小值、均值及标准差；

确定所述时域中当前运行参数的幅度峰值的横坐标，并对所述当前运行参数进行频域转换，在所述频域中确定所述幅度峰值的横坐标对应的频率，得到峰值频率；

确定所述最大值、最小值、均值、标准差及峰值频率为特征参数；

将所述特征参数输入至所述故障诊断模型，以使所述故障诊断模型输出所述故障识别结果，其中所述故障诊断模型用于根据输入的特征参数进行故障识别。

在本实施例中，通过从网上查找或者之前的积累查找阀门在正常运行及异常运行状态下的不同的参数，以基于此参数进行故障诊断模型的建立；

在本实施例中，预设途径可以为数据库调取。

上述技术方案的有益效果为：通过提前建立故障诊断模型，进而接收当前运行参数并从中提取特征参数输入至故障诊断模型中，能够准确快速的得到故障识别结果。

在一个实施例中，所述根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态，包括：

当根据所述故障识别结果判定阀门存在故障时，检测阀门的当前工作状态参数，根据所述当前工作状态参数获取阀门的当前串口通信数据；

获取阀门的逻辑控制参数，基于所述逻辑控制参数生成阀门对应的初始PLC状态控制信号；

解析所述当前串口通通信数据对应的数据序列，确定当前序列因子与阀门的标准序列因子的偏差值；

根据所述偏差值确定初始PLC状态控制信号的调节状态和状态值并生成当前PLC状态控制信号；

根据所述当前PLC状态控制信号选择性地控制阀门的运行状态。

在本实施例中，当前串口通信数据表示为阀门的通信串口与控制服务器之间的连接数据；

在本实施例中，逻辑控制参数表示为阀门的运行和调节相关的逻辑控制参数；

在本实施例中，初始PLC状态控制信号表示为控制服务器对阀门的初始远程PLC控制信号；

在本实施例中，阀门的运行状态可以为局部关闭、暂时关闭、延迟关闭、流量调大或者调小以及完全关闭。

上述技术方案的有益效果为：通过根据阀门的串口通信数据的序列因子偏差值来确定控制信号的调节状态和状态值进而对阀门进行运行状态控制可以根据控制服务器对于阀门的远程控制信号来进行远程控制，无需进行人为现场控制，进一步地提高了安全性和实用性。

在一个实施例中，所述方法还包括：

根据所述当前运行参数进行运行时间的计算，得到运行时间；

从所述当前运行参数中提取不同类的数据，并以一类为一条曲线的规则根据所述运行时间进行运行曲线的绘制，得到阀门运行曲线图；

从所述当前运行参数中提取不同类的类名，以根据所述不同类的类名及其对应的数据进行状态报表制作，得到阀门状态报表；

将所述阀门运行曲线、阀门状态报表及所述故障识别结果进行存储；

判断所述故障识别结果是否为异常，若非异常，则无响应；若异常，则将所述故障识别结果发送至所述阀门的监测设备；

所述监测设备将所述故障识别结果推送至用户手机，并进行故障报警。

在本实施例中，运行曲线图上的曲线数量等于从当前运行参数中提取出来的类别数量；

在本实施例中，阀门状态报表表示为阀门在不同运行状态下的工作参数报表。

上述技术方案的有益效果为：通过对阀门运行曲线、阀门状态报表及故障识别结果进行存储，能够留档，便于日后查找，也能够方便阀门的整体情况进行长期监管，而将故障识别结果发送至监测设备进行故障报警，能够提醒工作人员对阀门及时进行修补或者更换。同时留档存储，也能够方便阀门的整体情况进行长期监管，若出现故障频繁或者阀门状态难以满足使用环境的要求，可以及针对性调整或补救，有效避免阀门故障带来的潜在隐患的发生。

在一个实施例中，所述获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型，包括：

获取阀门在不同运行状态下的正常工作信号和异常工作信号；

对所述正常工作信号和异常工作信号分别进行时域特征和频域特征提取工作，获得第一提取特征和第二提取特征；

将二者的第一提取特征和第二提取特征分别进行对比，根据对比结果确定异常工作信号的异常特征参数；

根据所述异常特征参数确定突变特征值，根据所述突变特征值确定阀门在不同运行状态下的工作信号中的故障信息；

对所述故障信息进行参数配置，获取配置结果；

根据所述配置结果对所述故障信息进行特征映射，获取映射结果；

根据所述映射结果确定阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值；

基于阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值确定阀门的不同运行状态的故障信号序列；

检测阀门在不同运行状态的工况模式参数；

根据阀门在不同运行状态的工况模式参数和故障信号序列和异常特征参数构建阀门在每个运行状态下的变差函数模型；

利用所述变差函数模型计算出阀门在不同运行状态下的由正常转为故障的参数差变值；

根据所述参数差变值确定阀门在不同运行状态下的故障特性参数；

利用所述故障特性参数训练预设模型获得所述故障诊断模型。

在本实施例中，异常工作信号表示为阀门在故障异常状态下的反馈信号，通过异常工作信号能够了解和掌握阀门出现了异常的信息；

在本实施例中，第一提取特征对应时域特征，第二提取特征对应频域特征；

在本实施例中，异常特征参数表示为阀门在故障状态下的信号特征参数；

在本实施例中，突变特征值表示为突变工作信号值；

在本实施例中，参数配置表示为根据故障信息相应的工作参数配置表；

在本实施例中，故障信号序列表示为阀门在不同故障状态下的信号序列；

在本实施例中，工况模式参数表示为阀门在不同运行状态下的工作状况和工作模式参数；

在本实施例中，参数差变值表示为阀门在故障状态下与正常状态下的工作参数差变值；

在本实施例中，故障特性参数表示为阀门在不同故障状态下的工作参数特性值。

上述技术方案的工作原理为：首选获取阀门在正常工作状态下和异常工作状态下各自对应的工作信号，对工作信号进行特征提取，对提取的特征进行对比，根据对比结果确定阀门在异常工作状态下的异常特征参数，然后确定对应的突变特征值，根据突变特征值确定阀门在不同运行状态下的工作信号中的故障信息，对故障信息进行对应的工作参数配置以确定阀门在故障状态下的工作参数，然后对故障参数进行映射，获取映射特征，通过映射特征值构建阀门的不同运行状态的故障信号序列，同时获取每个运行状态的工作模式参数，根据工作模式参数和故障信号序列构建阀门在每个运行状态下的变差函数模型，通过变差函数模型计算出阀门在不同运行状态下的由正常转为故障的参数差变值，根据所述参数差变值训练预设模型获得所述故障诊断模型。

上述技术方案的有益效果为：通过确定阀门在不同运行状态下的故障特征参数进而构建故障诊断模型可以针对每个运行状态下的所有可能发生的故障对应的参数特征来全面地构建故障诊断模型从而可以使得构建的故障诊断模型可以全方位地对阀门所有可能发生的故障进行诊断和预测，提高了稳定性和可靠性。保证了后续工作的稳定进行，提高了实用性。

在一个实施例中，在将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数之前，所述方法还包括：

采集所述监测设备的第一脉冲电平信号频率和阀门的第二脉冲电平信号频率；

分析所述第一脉冲电平信号频率和第二脉冲电平信号频率之间的时序偏差；

根据所述时序偏差确定监测设备在采集阀门的当前运行参数时阀门的信号模值变化情况；

根据所述信号模值变化情况确定监测设备在第一脉冲电平信号频率下的参数采集增益；

检测所述阀门在不同运行状态下的波特率变化区间；

根据所述参数采集增益对所述监测设备的参数采集信号的当前波特率进行校正，获取校正结果；

根据所述校正结果获取校正后的当前波特率，确认所述校正后的当前波特率是否在阀门在不同运行状态下的波特率变化区间内，若是，确认校正后的当前波特率合格，无需进行后续操作，若否，确认校正后的当前波特率不合格，对所述校正后的当前波特率进行适应性调整，获取调整后的波特率；

根据调整后的波特率确定监测设备的发送信号频率；

在所述监测设备上生成发送信号频率的参数采集信号并将其反馈至阀门进行运行参数的采集工作。

在本实施例中，时序偏差表示为监测设备的发送信号频率与阀门的接收信号频率的信号偏差；

在本实施例中，信号模值变化情况表示为在第一脉冲电平信号频率影响下的阀门参数反馈自适应变化偏差情况；

在本实施例中，参数采集增益表示为监测设备对于阀门的运行参数采集增益因子；

在本实施例中，波特率变化区间表示为阀门在不同运行状态下的运行参数反馈波特率变化幅度区间；

在本实施例中，发送信号频率表示为监测设备的参数采集信号的期望信号频率。

上述技术方案的工作原理为：首先通过采集监测设备的第一脉冲电平信号频率和阀门的第二脉冲电平信号频率计算二者的时序偏差来确定阀门对于监测设备发出的参数采集信号的接收稳定性以及参数反馈增益，然后通过调整监测设备的参数采集信号的当前波特率以保证其可以接收到阀门在任何运行状态下的运行参数，然后根据调整后的波特率来生成对应频率的参数采集信号，将参数采集信号反馈至阀门以进行阀门的运行参数采集工作。

上述技术方案的有益效果为：通过确定监测设备和阀门之间的信号时序偏差可以确定阀门是否可以完整无误地接受到监测设备发出的参数采集信号以及监测设备是否可以完整地接收到阀门的参数反馈，提高了实用性，进一步地，通过对监测设备的当前波特率进行适应性调整可以保证其可以完整无遗漏和偏差地接收到阀门在各个运行状态下的运行参数，提高了数据采集的可靠性和稳定性，为后续故障诊断奠定了基础，提高了实用性。

本实施例还公开了一种基于物联网的阀门远程故障监控系统，如图4所示，该系统包括：

接收模块401，用于接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

发送模块402，用于将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数；

构建模块403，用于获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

识别模块404，用于将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

控制模块405，用于根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态。

上述技术方案的工作原理及有益效果在方法权利要求中已经说明，此处不再赘述。

本领域技术用户员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数；

获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态；

在所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令之前，还包括：

获取所述设备管理端发送的注册请求；

根据所述注册请求判断所述设备管理端是否具有故障诊断权限，若没有，则拒绝所述设备管理端访问，并发送获权条件至所述设备管理端；

若有，则发送原始注册需求信息表至所述设备管理端，其中，所述原始注册需求信息表为pdf格式；

接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表；

依据所述当前注册信息表对所述设备管理端进行信息注册，得到注册成功通知，并将所述注册成功通知发送至所述设备管理端；

所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，包括：

对所述设备管理端进行权限判断，若无权限，则拒绝访问，若有权限，则获取所述设备管理端的远程故障诊断请求；

基于所述远程故障诊断请求进行故障诊断区域数量计算和故障诊断方式解析，得到预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式；

获取故障诊断类型，根据所述预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式与所述故障诊断类型进行匹配，得到具体的故障诊断请求，并基于所述具体的故障诊断请求发布具体的故障诊断请求指令；

对所述具体的故障诊断请求指令进行第一加密，并将得到的加密结果及当前时间打包进行第二加密，以得到所述阀门远程故障诊断通知；

通过所述设备管理端发送所述阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令。

2.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表，包括：

对所述原始注册需求信息表进行图片扫描，得到待处理图像；

对所述待处理图像进行颜色值的计算，得到颜色值结果；

对所述待处理图像中颜色值结果大于预设阈值的区域进行标记，得到若干个图像区域；

从所述待处理图像中提取出若干个图像区域，以转换成对应的文字符号；

根据所述文字符号获取相关注册信息，并根据所述相关注册信息制作所述当前注册信息表。

3.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，所述将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数，包括：

将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备；

通过所述监测设备识别所述远程故障诊断指令的帧头与帧尾；

对所述帧头与帧尾中间的数据进行提取，得到有效数据；

将所述有效数据转换为字符串类型数据，与已有结构体中的命令字符串进行匹配，并输出匹配成功时对应的命令码，其中，所述已有结构体提前存储于所述监测设备中；

根据所述命令码从当前时刻开始进行阀门相关参数获取，到预设时刻停止，以得到当前运行参数，其中，所述当前运行参数包括以下至少一项：所述阀门运行状态、通过所述阀门的流量、所述阀门的压力值、所述阀门的温度及所述阀门的密封状态。

4.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，所述将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果，包括：

接收所述当前运行参数并计算所述当前运行参数中时域中最大值、最小值、均值及标准差；

确定所述时域中当前运行参数的幅度峰值的横坐标，并对所述当前运行参数进行频域转换，在所述频域中确定所述幅度峰值的横坐标对应的频率，得到峰值频率；

确定所述最大值、最小值、均值、标准差及峰值频率为特征参数；

将所述特征参数输入至所述故障诊断模型，以使所述故障诊断模型输出所述故障识别结果，其中所述故障诊断模型用于根据输入的特征参数进行故障识别。

5.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，还包括：

根据所述当前运行参数进行运行时间的计算，得到运行时间；

从所述当前运行参数中提取不同类的数据，并以一类为一条曲线的规则根据所述运行时间进行运行曲线的绘制，得到阀门运行曲线图，其中运行曲线图上的曲线数量等于从当前运行参数中提取出来的类别数量；

从所述当前运行参数中提取不同类的类名，以根据所述不同类的类名及其对应的数据进行状态报表制作，得到阀门状态报表；

将所述阀门运行曲线、阀门状态报表及所述故障识别结果进行存储；

判断所述故障识别结果是否为异常，若非异常，则无响应；若异常，则将所述故障识别结果发送至所述阀门的监测设备；

所述监测设备将所述故障识别结果推送至用户手机，并进行故障报警。

6.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，所述获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型，包括：

获取阀门在不同运行状态下的正常工作信号和异常工作信号；

对所述正常工作信号和异常工作信号分别进行时域特征和频域特征提取工作，获得第一提取特征和第二提取特征；

将二者的第一提取特征和第二提取特征分别进行对比，根据对比结果确定异常工作信号的异常特征参数；

根据所述异常特征参数确定突变特征值，根据所述突变特征值确定阀门在不同运行状态下的工作信号中的故障信息；

对所述故障信息进行参数配置，获取配置结果；

根据所述配置结果对所述故障信息进行特征映射，获取映射结果；

根据所述映射结果确定阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值；

基于阀门的不同运行状态的多个故障信号特征值确定阀门的不同运行状态的故障信号序列；

检测阀门在不同运行状态的工况模式参数；

根据阀门在不同运行状态的工况模式参数和故障信号序列和异常特征参数构建阀门在每个运行状态下的变差函数模型；

利用所述变差函数模型计算出阀门在不同运行状态下的由正常转为故障的参数差变值；

根据所述参数差变值确定阀门在不同运行状态下的故障特性参数；

利用所述故障特性参数训练预设模型获得所述故障诊断模型。

7.根据权利要求1所述基于物联网的阀门远程故障监控方法，其特征在于，在将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数之前，所述方法还包括：

采集所述监测设备的第一脉冲电平信号频率和阀门的第二脉冲电平信号频率；

分析所述第一脉冲电平信号频率和第二脉冲电平信号频率之间的时序偏差；

根据所述时序偏差确定监测设备在采集阀门的当前运行参数时阀门的信号模值变化情况；

根据所述信号模值变化情况确定监测设备在第一脉冲电平信号频率下的参数采集增益；

检测所述阀门在不同运行状态下的波特率变化区间；

根据所述参数采集增益对所述监测设备的参数采集信号的当前波特率进行校正，获取校正结果；

根据所述校正结果获取校正后的当前波特率，确认所述校正后的当前波特率是否在阀门在不同运行状态下的波特率变化区间内，若是，确认校正后的当前波特率合格，无需进行后续操作，若否，确认校正后的当前波特率不合格，对所述校正后的当前波特率进行适应性调整，获取调整后的波特率；

根据调整后的波特率确定监测设备的发送信号频率；

在所述监测设备上生成发送信号频率的参数采集信号并将其反馈至阀门进行运行参数的采集工作。

8.一种基于物联网的阀门远程故障监控系统，其特征在于，该系统包括：

接收模块，用于接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令；

发送模块，用于将所述远程故障诊断指令发送至所述阀门的监测设备，以使所述监测设备检测所述阀门的当前运行参数；

构建模块，用于获取阀门的不同运行状态的若干种异常参数，以基于所述若干种异常参数构建故障诊断模型；

识别模块，用于将所述当前运行参数输入到故障诊断模型中对阀门进行故障识别，得到故障识别结果；

控制模块，用于根据所述故障识别结果选择性的控制阀门的运行状态；

所述接收模块在接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令之前，还执行包括：

获取所述设备管理端发送的注册请求；

根据所述注册请求判断所述设备管理端是否具有故障诊断权限，若没有，则拒绝所述设备管理端访问，并发送获权条件至所述设备管理端；

若有，则发送原始注册需求信息表至所述设备管理端，其中，所述原始注册需求信息表为pdf格式；

接收所述设备管理端根据所述原始注册需求信息表完成的当前注册信息表；

依据所述当前注册信息表对所述设备管理端进行信息注册，得到注册成功通知，并将所述注册成功通知发送至所述设备管理端；

所述接收设备管理端发送的阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令，包括：

对所述设备管理端进行权限判断，若无权限，则拒绝访问，若有权限，则获取所述设备管理端的远程故障诊断请求；

基于所述远程故障诊断请求进行故障诊断区域数量计算和故障诊断方式解析，得到预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式；

获取故障诊断类型，根据所述预设数目个故障诊断区域及故障诊断方式与所述故障诊断类型进行匹配，得到具体的故障诊断请求，并基于所述具体的故障诊断请求发布具体的故障诊断请求指令；

对所述具体的故障诊断请求指令进行第一加密，并将得到的加密结果及当前时间打包进行第二加密，以得到所述阀门远程故障诊断通知；

通过所述设备管理端发送所述阀门远程故障诊断通知，响应所述阀门远程故障诊断通知，并根据响应结果获得远程故障诊断指令。

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