CN115929467A - 一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，包括：数据采集模块，采集柴油机中冷水进口温度、中冷水压力、高温水压力和柴油机转速信息；智能诊断模块，接收所述数据采集模块传送的数据信息并进行数据分析、采用参数异常判断法、故障根源诊断法和运维建议提示法对柴油机异常参数进行异常参数排查、通过建立故障诊断流程自动判断造成中冷水温度异常的故障根源并发出预警和运维建议；预警显示模块，接收所述智能诊断模块的预警信号并进行报警提示；该系统全面的实现柴油机中冷水温度进行状态监控、自动报警、异常智能诊断和运维建议提示。

Description

一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统

技术领域

本发明涉及柴油机技术领域，尤其涉及一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统。

背景技术

柴油机作为一种复杂的动力机械，其机械原理复杂，在发生故障时需要经验丰富的技术人员到现场，才能进行故障根源排查。这一现象造成了运维效率低、临修时间长、上线率得不到保障。利用先进的传感器技术提高柴油机的感知能力，及时反映柴油机运行状态。在健全的柴油机状态监测技术基础上，结合计算机技术和智能诊断开发技术，将柴油机故障机理、多参数融合诊断技术在高级数据分析工具中进行融合，实现柴油机整机和系统部件状态的智能化判断，及时发现故障和隐患，能够有效解决运维效率低的问题。

柴油机在运行时燃烧放出大量热量，冷却水系统通过水循环保证了其受热部件稳定在正常温度。冷却水系统在柴油机运用时，经常因环境恶劣、长时间高负荷使用、产品质量、维保不良等原因发生故障，对柴油机运行带来影响。中冷水温度是有效反映柴油机冷却水系统健康状态的重要指标，当中冷水温度发生异常时，冷却水系统出现故障。结合其他参数指标，诊断出系统中发生故障的具体原因，提供一种智能化运维手段，对提升柴油机智能化水平具有意义。

目前柴油机对中冷水温度、中冷水压力、高温水压力进行监测，只选取一种固定阈值范围进行超阈值报警。报警后只显示该参数及冷却水系统异常，无法判断冷却水系统内具体故障原因，也不能提供解决故障方法。

现有柴油机微机系统未实现多参数融合诊断，中冷水温度发生报警后，没有智能诊断方法查找故障根源，不能提供精准的诊断结果，仅能通过有经验的技术人员现场排查，对人员需求高，维护不足。因现有系统不能提供准确的故障诊断结果，所以没有运维建议推送功能。对经验不足的人员，不能给予及时的维护指导，会导致运维效率低、临修时间长。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，数据采集模块，采集柴油机中冷水进口温度、中冷水压力、高温水压力和柴油机转速信息；

智能诊断模块，接收所述数据采集模块传送的数据信息并进行数据分析、采用参数异常判断法、故障根源诊断法和运维建议提示法对柴油机异常参数进行异常参数排查、通过建立故障诊断流程自动判断造成中冷水温度异常的故障根源并发出预警和运维建议；

预警显示模块，接收所述数据采集模块的参数信息和智能诊断模块的预警信号并进行报警提示及运维提示，所述预警显示模块对历史数据及智能诊断结果进行下载。

所述智能诊断模块采用参数异常判断法进行故障诊断时：

将接收到的中冷水温度信息、中冷水压力信息以及高温水压力分别与设定的高阈值和低阈值进行比较，如果接收数据值大于高阈值或低于低阈值，则发出预警信号并输出R1＝1，如果接收数据值在低阈值与高阈值之间，则输出R1＝0，,并将接收数据值与第二高阈值和第二低阈值进行比较，如果接收数据值大于第二高阈值或低于第二低阈值则输出R2＝1，如果接收数据值在第二低阈值与第二高阈值之间，则输出R2＝0。

所述智能诊断模块采用故障根源诊断法进行故障诊断时：在阈值判定过程中，如果中冷水温度信息、中冷水压力信息或高温水压力的任意一输出判定结果R1为1时，则智能诊断模块输出诊断结果：该参数传感器或其连接线束异常；

如果输出判定结果中冷水温度的R1为0且R2为1，则智能诊断模块判断中冷水压力的R2是否为1，如果中冷水压力R2为1，则自动输出诊断结果机车冷水散热不良，如果中冷水压力R2为0，则判断高温水压力的R2是否为1，若是，则自动输出诊断结果：冷却水管路异常或低温水泵异常，若不是，则自动输出诊断结果：机车水位异常或冷水管路异常。

所述智能诊断模块采用运维建议提示法进行故障诊断时：当智能诊断模块诊断出柴油机的某个电器件出现异常则输出运维建议，当有多个诊断结果输出时，则对多个运维建议进行查重去除重复项并输出一条综合运维建议。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，该系统全面的实现柴油机中冷水温度进行状态监控、自动报警、异常智能诊断和运维建议提示。当中冷水温度异常时系统自动定位问题部件，并给出运维建议，提高柴油机运用维护时效性，降低运用维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，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为本发明柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统构成图；

图2为本发明柴油机中冷水温度、中冷水压力、高温水压力参数异常模诊断流程图；

图3为本发明柴油机中冷水温度故障根源诊断方法流程图；

图4为本发明柴油机中运维建议提示法流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示的一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，包括数据采集模块、智能诊断模块和预警显示模块。

所述数据采集模块采用多种传感器采集柴油机中冷水进口温度、中冷水压力、高温水压力和柴油机转速信息。具体实施过程为：采用转速传感器采集柴油机的转速值，将PT100铂电阻温度传感器装在柴油机中冷水进口测点上，压力变送器接在中冷水进口、高温水进口测点上，传感器另一端接入数据采集模块。数据采集模块配置PT100输入信号检测电路、0-5V模拟量输入信号检测电路以及频率量输入信号检测电路。将各信号检测电路采集到的传感器信号转化后输出给智能诊断模块。

所述智能诊断模块采用具有数据处理分析能力的中央处理器及有数据存储功能的存储器并具有搭配Visual Studio开发技术，根据数据采集模块传送的数据信息并进行数据分析、采用参数异常判断法、故障根源诊断法和运维建议提示法对柴油机异常参数进行异常参数排查、通过建立故障诊断流程自动判断造成中冷水温度异常的故障根源并发出预警和运维建议。

所述预警显示模块采用液晶显示模组、触摸屏和下载端口，搭配Visual StudioCode和QTCreator开发技术，设计可视化界面对数据采集模块接收到的参数信号和智能诊断模块形成的处理结果进行显示，提供报警提示和运维提示。数据经下载端口可对历史数据、报警信息、运维建议形成文件下载储存。

进一步的，所述智能诊断模块采用参数异常判断法进行故障判断时：将中冷水温度第一阈值范围取传感器最大量程范围，设定高阈值为H1、低阈值为L1。(例如，pt100传感器正常工作范围-40℃～150℃，H1取150，L1取-40)第二阈值根据柴油机特性，取零转速至最高转速正常工作状态下的范围，设定高阈值为H2、低阈值为L2。(例如柴油机正常运行时，中冷水温度最低不低于0℃，最高不会超过65℃，H2取65、L2取0。)

中冷水压力、高温水压力第一阈值范围取压力变送器最大量程范围，设定高阈值为H1、低阈值为L1。例如，压力变送器正常工作范围0kPa～1000kPa，H1取1000，L1取0。)但与温度不同，压力参数在低转速和高转速运行时，对其正常约束范围差异较大，需按柴油机转速定义高阈值H2和低阈值为L2。从低转速到高转速逐一设定高、低阈值，形成曲线。(例如，中冷水压力在柴油机转速为325rpm时，中冷水压力不得小于14kPa，则L2取14，H2取1000。在柴油机转速为620rpm时，中冷水压力不得小于56kPa，则L2取56，H2取1000。)

从数据采集模块中接收到的实时参数，先进行第一阈值H1、L1范围判断。若数据高于L1且低于H1，则输出判断结果R1＝0；如果数据低于L1或高于H1，则输出判断结果R1＝1。将判断结果存储，当判断结果为1时，进行报警。判断结果为0时，进行第二阈值H2、L2范围判断。若数据高于L2且低于H2，则输出判断结果R2＝0；如果数据低于L2高于L1或高于H2低于H1，则输出判断结果R2＝1。将判断结果存储，当判断结果为1时，进行报警。

进一步的，所述智能诊断模块采用故障根源诊断法进行故障诊断时：当接收任意参数的R1为1时，系统自动输出诊断结果“该参数传感器或其连接线束异常”。在任意参数的R1均为0是，当接收中冷水温度的R1为0且R2为1，系统判断中冷水压力的R2是否为1。若中冷水压力R2为1，系统自动输出诊断结果“机车冷水散热不良”。若中冷水压力R2为0，系统判断高温水压力的R2是否为1。若是，系统自动输出诊断结果“冷却水管路异常”或“低温水泵异常”。若不是，系统自动输出诊断结果“机车水位异常”或”冷水管路异常”。

进一步的，所述智能诊断模块采用运维建议提示法对柴油机故障进行维修处理时候：当系统诊断结果包含“传感器或其连接线束异常”，系统自动输出运维建议：依次检查传感器、线束及连接、控制器。当系统诊断结果包含“机车冷水散热不良”，系统自动输出运维建议：依次检查机车冷却风扇、百叶窗、散热单节。当系统诊断结果包含“低温水泵异常”，系统自动输出运维建议：依次检查低温水泵、散热器。当系统诊断结果包含“冷却水管路异常”，系统自动输出运维建议：依次检查冷却水管路、低温水泵、高温水泵、散热器。当系统诊断结果包含“机车水位异常”，系统自动输出运维建议：检查冷却水水位。当有多个诊断结果输出时，多个运维建议进行字节查重，去除检查内容的重复项，输出一条综合运维建议。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，其特征在于包括：

数据采集模块，采集柴油机中冷水进口温度、中冷水压力、高温水压力和柴油机转速信息；

智能诊断模块，接收所述数据采集模块传送的数据信息并进行数据分析、采用参数异常判断法、故障根源诊断法和运维建议提示法对柴油机异常参数进行异常参数排查、通过建立故障诊断流程自动判断造成中冷水温度异常的故障根源并发出预警和运维建议；

预警显示模块，接收所述数据采集模块的参数信息和智能诊断模块的预警信号并进行报警提示及运维提示，所述预警显示模块对历史数据及智能诊断结果进行下载。

2.根据权利要求1所述的基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，其特征在于：所述智能诊断模块采用参数异常判断法进行故障诊断时：

将接收到的中冷水温度信息、中冷水压力信息以及高温水压力分别与设定的高阈值和低阈值进行比较，如果接收数据值大于高阈值或低于低阈值，则发出预警信号并输出R1＝1，如果接收数据值在低阈值与高阈值之间，则输出R1＝0，,并将接收数据值与第二高阈值和第二低阈值进行比较，如果接收数据值大于第二高阈值或低于第二低阈值则输出R2＝1，如果接收数据值在第二低阈值与第二高阈值之间，则输出R2＝0。

3.根据权利要求2所述的基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，其特征在于：所述智能诊断模块采用故障根源诊断法进行故障诊断时：在阈值判定过程中，如果中冷水温度信息、中冷水压力信息或高温水压力的任意一输出判定结果R1为1时，则智能诊断模块输出诊断结果：该参数传感器或其连接线束异常；

如果输出判定结果中冷水温度的R1为0且R2为1，则智能诊断模块判断中冷水压力的R2是否为1，如果中冷水压力R2为1，则自动输出诊断结果机车冷水散热不良，如果中冷水压力R2为0，则判断高温水压力的R2是否为1，若是，则自动输出诊断结果：冷却水管路异常或低温水泵异常，若不是，则自动输出诊断结果：机车水位异常或冷水管路异常。

4.根据权利要求2所述的基于柴油机中冷水温度异常的智能诊断系统，其特征在于：所述智能诊断模块采用运维建议提示法进行故障诊断时：当智能诊断模块诊断出柴油机的某个电器件出现异常则输出运维建议，当有多个诊断结果输出时，则对多个运维建议进行查重去除重复项并输出一条综合运维建议。

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