CN117212126A - 一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空站技术领域，尤指一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法。包括：获取真空泵编号和与真空泵编号对应的真空泵实时运行数据，对真空泵实时运行数据进行预处理；基于预处理后的真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；根据真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；基于预处理后的真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端；本发明不需要采用振动烈度传感设备，适合应用到环境吵杂、成本要求低的真空站中。

Description

一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法

技术领域

本发明涉及真空站技术领域，尤指一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法。

背景技术

真空站是一个设备系统，用于提供真空环境。它通常由多个真空泵以及相关的控制系统和辅助设备组成。真空站通过移除容器或系统内部的气体分子，降低压力来实现真空。真空泵可根据其工作原理分为多种类型，如旋片泵、根风泵、液环泵、分子泵等。这些泵通过各自的工作原理和结构，将气体分子抽出，并将其排放到外部环境中。控制系统用于调节和监控泵站的运行，确保恰当的真空水平和稳定的操作。

真空站常用于各种应用场景，包括高真空研究、材料处理、半导体制造、真空冷冻、真空炉等工业或实验任务。它们提供了维持特定真空条件所需的工具，并在各行各业中发挥着重要作用。

由于大量真空站用在关键工艺环节，一旦突发故障，将严重影响生产质量、效率，甚至造成高价值的原材料报废。

而真空站中的真空泵一般只能由厂家维修，平时定期巡检采用目视检查方法，主要目的是确保电源线、软管和管道状态良好，所有连接安全牢固。因使用频率和真空度要求不同，导致真空泵之间的状态差异较大，难以制定维护、更换计划。目前主要采用被动维护，即达到设计寿命或发生故障，才更换、维修，这种被动维护方式会影响生产效率，甚至导致原材料报废。

现有的真空泵健康度专用检测设备需要通过采集、分析真空泵的振动烈度来评估真空泵的健康度。采集真空站中的真空泵的振动烈度时可能会遇到以下困难：

1.振动烈度数据量大，它需要高精度、高采样率的传感器采集，并通过数据采集器进行实时高吞吐量数据传递。此外，振动烈度信号通常包含大量的噪声和干扰，需要去噪算法和信号分析算法提取有价值的数据；导致处理流程复杂，成本高。

2.真空泵的振动烈度可能会受到周围环境的干扰。特别是，真空站中的其他真空泵工作振动会影响到待测真空泵振动烈度的测量。同时，也必须避免因为真空站环境所带来的其他影响，例如太冷的环境可能会限制一些振动传感器的作用。

3.对于一些复杂的大型真空站，需要使用大量的高精度振动烈度传感设备，以及大量的用于振动烈度信号去噪给和提取的数据存储和处理硬件；这些硬件和设备相对较贵，而且也相应地需要一定的维护成本。

总之，采集真空泵的振动烈度需要设备精度高、环境安静以及信噪比高，并需要花费较高的成本来维护高精度振动烈度传感设备以及用于振动烈度信号去噪给和提取的数据存储和处理硬件。因此，现有的真空泵健康度专用检测设备不适合应用于环境吵杂、成本要求低的真空站。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法，其通过对真空泵的实时运行数据进行预处理，并根据预设类型数据确定真空泵的实时运行状态，从而帮助维护人员判断真空泵的工作情况并进行维护；而且，不需要采用振动烈度传感设备，适合应用到环境吵杂、成本要求低的真空站中。具体地，本发明可以通过真空泵编号和实时运行数据，所述实时运行数据包括真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据等信息，预测真空泵的健康度。根据计算出的健康度，判断真空泵是否在预设范围内，并能根据不同的健康度输出不同的预警等级。此外，还可以通过判断真空泵当前的实时运行状态是否异常来进行状态异常报警，从而防止真空泵在异常的情况下继续工作而引起更大的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种数字能源真空站的动态监控方法，包括以下步骤：

获取真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据，对所述真空泵实时运行数据进行预处理，所述真空泵实时运行数据包括：真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端；

其中，

所述真空泵健康度预测模型的计算公式为：

J=β0 + β1×A1 + β2×A2 + β3×A3 + β4×A4 + β5×A5；

其中，J为真空泵健康度，β0为真空泵健康度预测值的截距项，β1至β5分别为真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的模型系数，A1为真空泵的转速测量值，A2为真空泵的输出扭矩测量值，A3为泵体温度测量值，A4为真空泵的真空负载测量值，A5为真空泵的电功率测量值；

所述输出该真空泵的编号和预警等级；包括：

当J大于等于40%且小于50%时，输出五级预警；

当J大于等于30%且小于40%时，输出四级预警；

当J大于等于20%且小于30%时，输出三级预警；

当J大于等于10%且小于20%时，输出二级预警；

当J小于10%时，输出一级预警。

进一步，所述输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端，还包括：

输出该真空泵的编号和预警等级以及相应的维护方案给维护人员用户端。

进一步，所述维护方案包括：

当真空泵处于一级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机并将原来的真空泵更换为新的真空泵；

当真空泵处于二级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机检修，再确认故障，并及时替换受损部件后再重新启动；

当真空泵处于三级预警状态时，在下一次计划性维护时检查相关部件，查找故障原因，并对故障部件进行修复；

当真空泵处于四级预警状态时，根据预设计划的日常保养和维护程序自行修理；

当真空泵处于五级预警状态时，进行日常清洁与保养。

进一步，所述的数字能源真空站的动态监控方法还包括以下步骤：

基于真空泵在指定时间间隔内的运行数据，计算真空泵运行数据的变化率，判断真空泵运行数据变化率是否异常，若异常则进行变化率异常报警；

所述真空泵运行数据的变化率的公式为：

K=(A’-A)/A*100;

其中，K为指定时间间隔内真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的变化率,A’为当前检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值，A为上一次检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值。

进一步，所述真空泵的电功率测量值的计算公式为：

A5 = UI ;

其中，U为真空泵的实时电压值，I为真空泵的实时电流值。

一种数字能源真空站的动态监控系统，所述数字能源真空站的动态监控系统用于执行如以上所述的数字能源真空站的动态监控方法。

进一步，所述数字能源真空站的动态监控系统包括：

数据采集模块，用于采集真空泵实时运行数据，并将所述真空泵实时运行数据上传给数据处理模块；

数据处理模块，用于执行以下步骤：

对所述真空泵实时运行数据进行预处理；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端。

进一步，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：通信模块和维护人员用户端，所述数据处理模块通过所述通信模块与维护人员用户端通信连接。

进一步，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：数据存储模块，所述数据存储模块与数据处理模块连接，用于存储真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据以及真空泵健康度。

进一步，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：

转速传感器：用于测量真空泵的转速；

扭矩传感器：用于测量真空泵的输出扭矩；

温度传感器：用于测量真空泵的泵体温度；

真空度传感器：用于测量真空泵的真空负载；

电流传感器：用于测量真空泵的电流；

电压传感器：用于测量真空泵的电压。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过对真空泵的实时运行数据进行预处理，并根据预设类型数据确定真空泵的实时运行状态，从而帮助维护人员判断真空泵的工作情况并进行维护。具体地，本发明可以通过真空泵编号和实时运行数据，所述实时运行数据包括真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据等信息，预测真空泵的健康度。根据计算出的健康度，判断真空泵是否在预设范围内，并能根据不同的健康度输出不同的预警等级。此外，本发明还可以通过判断真空泵当前的实时运行状态是否异常来进行状态异常报警，从而防止真空泵在异常的情况下继续工作而引起更大的问题。因此，本发明可以帮助维护人员及时了解真空泵的工作情况，判断问题并进行及时维护，保证真空泵的正常运行。

2.本发明给维护人员用户端输出真空泵的编号和预警等级，使其能够及时获得真空泵的健康状况，有针对性地进行维护修理。同时，还给维护人员用户端输出与真空泵预警等级相应的维护方案，使其能够了解具体的维护措施和操作步骤。例如:在一级预警状态下，立即更换受损的真空泵，确保设备的持续运行和工作的连续性。在二级预警状态下，以任务为界限，停机检修并更换受损部件，减少可能的故障和损坏风险。在三级预警状态下，通过计划性维护检查相关部件和寻找故障原因，确保真空泵的正常运行和稳定性。在四级预警状态下，根据预计划的维护程序自行修理，降低对维护人员的依赖性。在五级预警状态下，进行日常清洁与保养，保持真空泵设备的良好状况和运行效率。综上所述，以上维护方案能够帮助维护人员有效地管理和维护真空泵设备，延长其使用寿命并确保其可靠运行。另外，根据真空泵健康度进行分级预警可以帮助提前发现潜在故障，优化维护计划，提高运维效率，增加设备寿命，同时提高生产安全性。

3.当变化率超出预设的阈值范围时，就可能存在异常情况，会自动触发变化率异常报警，保证设备的稳定性和可靠性工作。这可以避免由于未及时发现真空泵的异常状态造成的设备停机和停工等不必要的损失和浪费。

4.本发明所述数字能源真空站的动态监控系统通过转速传感器、扭矩传感器、温度传感器、真空度传感器、电流传感器和电压传感器采集的数据来计算真空泵健康度以及进行异常报警，不需要采用振动烈度传感设备，适合应用到环境吵杂、成本要求低的真空站中。

附图说明

图1 是本发明所述数字能源真空站的动态监控方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明提供一种数字能源真空站的动态监控系统及其方法，其通过对真空泵的实时运行数据进行预处理，并根据预设类型数据确定真空泵的实时运行状态，从而帮助维护人员判断真空泵的工作情况并进行维护；而且，不需要采用振动烈度传感设备，适合应用到环境吵杂、成本要求低的真空站中。具体地，本发明可以通过真空泵编号和实时运行数据，所述实时运行数据包括真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据等信息，预测真空泵的健康度。根据计算出的健康度，判断真空泵是否在预设范围内，并能根据不同的健康度输出不同的预警等级。此外，还可以通过判断真空泵当前的实时运行状态是否异常来进行状态异常报警，从而防止真空泵在异常的情况下继续工作而引起更大的问题。

实施例1

所述数字能源真空站的动态监控方法，包括以下步骤：

获取真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据，对所述真空泵实时运行数据进行预处理，所述真空泵实时运行数据包括：真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端；

其中，

所述真空泵健康度预测模型的计算公式为：

J=β0 + β1×A1 + β2×A2 + β3×A3 + β4×A4 + β5×A5；

其中，J为真空泵健康度，β0为真空泵健康度预测值的截距项，β1至β5分别为真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的模型系数，A1为真空泵的转速测量值，A2为真空泵的输出扭矩测量值，A3为泵体温度测量值，A4为真空泵的真空负载测量值，A5为真空泵的电功率测量值；

所述输出该真空泵的编号和预警等级；包括：

当J大于等于40%且小于50%时，输出五级预警；

当J大于等于30%且小于40%时，输出四级预警；

当J大于等于20%且小于30%时，输出三级预警；

当J大于等于10%且小于20%时，输出二级预警；

当J小于10%时，输出一级预警。

在上述方案中，通过对真空泵的实时运行数据进行预处理，并根据预设类型数据确定真空泵的实时运行状态，从而帮助维护人员判断真空泵的工作情况并进行维护。具体地，本发明可以通过真空泵编号和实时运行数据，所述实时运行数据包括真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据等信息，预测真空泵的健康度。根据计算出的健康度，判断真空泵是否在预设范围内，并能根据不同的健康度输出不同的预警等级。此外，本发明还可以通过判断真空泵当前的实时运行状态是否异常来进行状态异常报警，从而防止真空泵在异常的情况下继续工作而引起更大的问题。因此，本发明可以帮助维护人员及时了解真空泵的工作情况，判断问题并进行及时维护，保证真空泵的正常运行。

需要说明的是，对真空泵的实时运行数据进行预处理是为了提高数据质量和准确性，以便后续的数据分析和应用。预处理步骤包括：

数据清洗：对原始数据进行清洗，去除异常值、缺失值、重复值等。

去噪处理：对于存在噪声的传感器数据，可以采用滤波器技术进行去噪处理，例如采用移平均滤波、中值滤波等方法。

数据插值：如果数据存在缺失值，可以通过插值算法填补缺失值，例如线性插值、多项式插值等。

数据归一化：将不同量纲的数据转换为相同的尺度，常用的方法有最-最大归一化、标准化等。

特征提取：从原始数据中提取有用的特征，例如计算统计量（平均值、方差等）、峰值检测等。

数据平滑：于波动较大的数据，可以采用平滑算法平滑数据曲线，例如移动平均、指数平滑等。

数据对齐：如果多个传感器的数据需要进行对齐，可以采用时间戳等方法进行数据对齐，以保证数据的一致性。

进一步地，所述输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端，还包括：

输出该真空泵的编号和预警等级以及相应的维护方案给维护人员用户端；

所述维护方案包括：

当真空泵处于一级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机并将原来的真空泵更换为新的真空泵；

当真空泵处于二级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机检修，再确认故障，并及时替换受损部件后再重新启动；

当真空泵处于三级预警状态时，在下一次计划性维护时检查相关部件，查找故障原因，并对故障部件进行修复；

当真空泵处于四级预警状态时，根据预设计划的日常保养和维护程序自行修理；

当真空泵处于五级预警状态时，进行日常清洁与保养。

在上述方案中，本发明给维护人员用户端输出真空泵的编号和预警等级，使其能够及时获得真空泵的健康状况，有针对性地进行维护修理。同时，还给维护人员用户端输出与真空泵预警等级相应的维护方案，使其能够了解具体的维护措施和操作步骤。例如:在一级预警状态下，立即更换受损的真空泵，确保设备的持续运行和工作的连续性。在二级预警状态下，以任务为界限，停机检修并更换受损部件，减少可能的故障和损坏风险。在三级预警状态下，通过计划性维护检查相关部件和寻找故障原因，确保真空泵的正常运行和稳定性。在四级预警状态下，根据预计划的维护程序自行修理，降低对维护人员的依赖性。在五级预警状态下，进行日常清洁与保养，保持真空泵设备的良好状况和运行效率。综上所述，以上维护方案能够帮助维护人员有效地管理和维护真空泵设备，延长其使用寿命并确保其可靠运行。

另外，根据真空泵健康度进行分级预警的技术效果包括：

提前发现潜在故障：根据真空泵健康度进行分级预警可以帮助监测系统及时发现真空泵可能存在的潜在故障，以便及时采取措施修复或更换受损部件，避免故障升级或停机事故的发生。

优化维护计划：根据真空泵的健康度评估可以制定更加精确的维护计划。例如，对于健康度较低的真空泵，可以进行更频繁的状态监测和维护，而对于健康度较高的真空泵，可以适当延长维护周期，从而降低不必要的维护成本和停机时间。

提高运维效率：通过根据真空泵健康度进行分级预警，可以及时获取真空泵的工作状态信息，避免不必要的维修和检修工作，提高运维工作的精准性和效率。

增加设备寿命：通过及时检测和预警真空泵健康度，可以及早发现潜在问题并及时解决，避免故障进一步恶化，从而延长真空泵的使用寿命。

提高生产安全性：通过对真空泵健康度的分级预警，可以在设备发生异常或接近失效时及时发出警示，避免因真空泵故障而引发的生产事故，确保生产现场的安全性。

总之，根据真空泵健康度进行分级预警可以帮助提前发现潜在故障，优化维护计划，提高运维效率，增加设备寿命，同时提高生产安全性。

进一步地，所述真空泵的电功率测量值的计算公式为：

A5 = UI;

其中，U为真空泵的实时电压值，I为真空泵的实时电流值。

进一步地，所述数字能源真空站的动态监控方法，包括以下步骤：

基于真空泵在指定时间间隔内的运行数据，计算真空泵运行数据的变化率，判断真空泵运行数据变化率是否异常，若异常则进行变化率异常报警；

所述真空泵运行数据的变化率的公式为：

K= (A’-A) / A * 100;

其中，K为指定时间间隔内真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的变化率,A’为当前检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值，A为上一次检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值。

需要说明的是，该公式计算出的变化率K为百分比表示，可以用来衡量真空泵运行数据的变化幅度。如果变化率超出了设定的阈值范围，就可以判断为异常情况，并触发相应的报警机制。

上述方案的技术效果如下：

实现精确的数据计算：通过计算真空泵运行稳定性的变化率，可以准确地监测变化情况。在每监测完毕后，计算出来的变化率更具可靠性和准确性，能够更清楚地反映真空泵运行的状况，为设备的正常运行提供数值支撑；

实现多指标数据计算：相较于"现有技术中仅仅通过计算电流、温度以及振动烈度的变化率来判断真空泵运行数据变化率是否异常“，本方案公式中计算了真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率等多个指标的变化率，因此该公式够结合多个指标数据来评估真空泵的状态，从而更全面地了解真空泵的运行状态和异常情况。

实现确定的异常报警：当变化率超出预设的阈值范围时，就可能存在异常情况，会自动触发变化率异常报警，保证设备的稳定性和可靠性工作。这可以避免由于未及时发现真空泵的异常状态造成的设备停机和停工等不必要的损失和浪费；

支持真空站运行分析：真空泵运行数据变化率可以作为评估真空站的性能表现的一个指标成分，并帮助分析真空站运行的状况和模式。通过对变化率的数据分析，可以有效地提高真空站的效率和运行质量，提高生产效率和产品质量，进一步提升企业的争力。

实施例2

一种数字能源真空站的动态监控系统，所述数字能源真空站的动态监控系统用于执行如实施例1所述的数字能源真空站的动态监控方法。

进一步地，所述数字能源真空站的动态监控系统包括：

数据采集模块，用于采集真空泵实时运行数据，并将所述真空泵实时运行数据上传给数据处理模块；

数据处理模块，用于执行以下步骤：

对所述真空泵实时运行数据进行预处理；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端。

进一步地，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：通信模块和维护人员用户端，所述数据处理模块通过所述通信模块与维护人员用户端通信连接。

进一步地，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：数据存储模块，所述数据存储模块与数据处理模块连接，用于存储真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据以及真空泵健康度。

进一步地，所述数字能源真空站的动态监控系统还包括：

转速传感器：用于测量真空泵的转速，所述转速传感器的传感器类型包括磁性传感器、霍尔传感器。

扭矩传感器：用于测量真空泵的输出扭矩，可以采用应变计或压力传感器等。

温度传感器：用于测量真空泵的泵体温度，可以采用热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。

真空度传感器：用于测量真空泵的真空负载，可以采用热阴极离子化真空传感器、冷阴极离化真空传感器。

功率传感器：用于测量真空泵的电功率，具体可以采用电流传感器和电压传感器计算出实际功率。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过对真空泵的实时运行数据进行预处理，并根据预设类型数据确定真空泵的实时运行状态，从而帮助维护人员判断真空泵的工作情况并进行维护。具体地，本发明可以通过真空泵编号和实时运行数据，所述实时运行数据包括真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据等信息，预测真空泵的健康度。根据计算出的健康度，判断真空泵是否在预设范围内，并能根据不同的健康度输出不同的预警等级。此外，本发明还可以通过判断真空泵当前的实时运行状态是否异常来进行状态异常报警，从而防止真空泵在异常的情况下继续工作而引起更大的问题。因此，本发明可以帮助维护人员及时了解真空泵的工作情况，判断问题并进行及时维护，保证真空泵的正常运行。

2.本发明给维护人员用户端输出真空泵的编号和预警等级，使其能够及时获得真空泵的健康状况，有针对性地进行维护修理。同时，还给维护人员用户端输出与真空泵预警等级相应的维护方案，使其能够了解具体的维护措施和操作步骤。例如:在一级预警状态下，立即更换受损的真空泵，确保设备的持续运行和工作的连续性。在二级预警状态下，以任务为界限，停机检修并更换受损部件，减少可能的故障和损坏风险。在三级预警状态下，通过计划性维护检查相关部件和寻找故障原因，确保真空泵的正常运行和稳定性。在四级预警状态下，根据预计划的维护程序自行修理，降低对维护人员的依赖性。在五级预警状态下，进行日常清洁与保养，保持真空泵设备的良好状况和运行效率。综上所述，以上维护方案能够帮助维护人员有效地管理和维护真空泵设备，延长其使用寿命并确保其可靠运行。另外，根据真空泵健康度进行分级预警可以帮助提前发现潜在故障，优化维护计划，提高运维效率，增加设备寿命，同时提高生产安全性。

3.当变化率超出预设的阈值范围时，就可能存在异常情况，会自动触发变化率异常报警，保证设备的稳定性和可靠性工作。这可以避免由于未及时发现真空泵的异常状态造成的设备停机和停工等不必要的损失和浪费。

4.本发明所述数字能源真空站的动态监控系统通过转速传感器、扭矩传感器、温度传感器、真空度传感器、电流传感器和电压传感器采集的数据来计算真空泵健康度以及进行异常报警，不需要采用振动烈度传感设备，适合应用到环境吵杂、成本要求低的真空站中。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种数字能源真空站的动态监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据，对所述真空泵实时运行数据进行预处理，所述真空泵实时运行数据包括：真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率数据；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端；

其中，

所述真空泵健康度预测模型的计算公式为：

J=β0 + β1×A1 + β2×A2 + β3×A3 + β4×A4 + β5×A5；

其中，J为真空泵健康度，β0为真空泵健康度预测值的截距项，β1至β5分别为真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的模型系数，A1为真空泵的转速测量值，A2为真空泵的输出扭矩测量值，A3为泵体温度测量值，A4为真空泵的真空负载测量值，A5为真空泵的电功率测量值；

所述输出该真空泵的编号和预警等级；包括：

当J大于等于40%且小于50%时，输出五级预警；

当J大于等于30%且小于40%时，输出四级预警；

当J大于等于20%且小于30%时，输出三级预警；

当J大于等于10%且小于20%时，输出二级预警；

当J小于10%时，输出一级预警。

2.根据权利要求1所述的数字能源真空站的动态监控方法，其特征在于，所述输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端，还包括：

输出该真空泵的编号和预警等级以及相应的维护方案给维护人员用户端。

3.根据权利要求2所述的数字能源真空站的动态监控方法，其特征在于，所述维护方案包括：

当真空泵处于一级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机并将原来的真空泵更换为新的真空泵；

当真空泵处于二级预警状态时，在该真空泵执行完当前任务后，立即停机检修，再确认故障，并及时替换受损部件后再重新启动；

当真空泵处于三级预警状态时，在下一次计划性维护时检查相关部件，查找故障原因，并对故障部件进行修复；

当真空泵处于四级预警状态时，根据预设计划的日常保养和维护程序自行修理；

当真空泵处于五级预警状态时，进行日常清洁与保养。

4.根据权利要求1所述的数字能源真空站的动态监控方法，其特征在于，所述的数字能源真空站的动态监控方法还包括以下步骤：

基于真空泵在指定时间间隔内的运行数据，计算真空泵运行数据的变化率，判断真空泵运行数据变化率是否异常，若异常则进行变化率异常报警；

所述真空泵运行数据的变化率的公式为：

K=(A’-A)/A*100;

其中，K为指定时间间隔内真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的变化率,A’为当前检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值，A为上一次检测的真空泵的转速、输出扭矩、泵体温度、真空负载以及电功率的数值。

5.根据权利要求1所述的数字能源真空站的动态监控方法，其特征在于，所述真空泵的电功率测量值的计算公式为：

A5 = UI ;

其中，U为真空泵的实时电压值，I为真空泵的实时电流值。

6.一种数字能源真空站的动态监控系统，其特征在于，所述数字能源真空站的动态监控系统用于执行如权利要求1-5任一项所述的数字能源真空站的动态监控方法。

7.根据权利要求6所述的数字能源真空站的动态监控系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集真空泵实时运行数据，并将所述真空泵实时运行数据上传给数据处理模块；

数据处理模块，用于执行以下步骤：

对所述真空泵实时运行数据进行预处理；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据中的预设类型数据得到真空泵的实时运行状态；

根据所述真空泵的实时运行状态，判断真空泵在当前实时运行状态下的实时运行数据是否异常，若异常则进行状态异常报警；

基于预处理后的所述真空泵实时运行数据，通过真空泵健康度预测模型计算真空泵健康度；

判断真空泵健康度是否落入预设范围内，若是，则输出该真空泵的编号和预警等级给维护人员用户端。

8.根据权利要求7所述的数字能源真空站的动态监控系统，其特征在于，还包括：通信模块和维护人员用户端，所述数据处理模块通过所述通信模块与维护人员用户端通信连接。

9.根据权利要求7所述的数字能源真空站的动态监控系统，其特征在于，还包括：数据存储模块，所述数据存储模块与数据处理模块连接，用于存储真空泵编号和与所述真空泵编号对应的真空泵实时运行数据以及真空泵健康度。

10.根据权利要求6所述的数字能源真空站的动态监控系统，其特征在于，还包括：

转速传感器：用于测量真空泵的转速；

扭矩传感器：用于测量真空泵的输出扭矩；

温度传感器：用于测量真空泵的泵体温度；

真空度传感器：用于测量真空泵的真空负载；

电流传感器：用于测量真空泵的电流；

电压传感器：用于测量真空泵的电压。