CN117494027A - 搅拌设备的故障监测方法、设备、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种搅拌设备的故障监测方法、设备、系统和存储介质，该方法包括：获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据，至少一种参数数据包括第一实际转速数据和/或实际电流数据，目标工作为匀速阶段；提取各参数数据对应的参数特征；其中，参数特征包括第一参数特征，各参数数据对应的第一参数特征是对各参数数据的归一化数据进行统计得到的，各参数数据的归一化数据是分别对各参数数据进行归一化处理得到；基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。通过上述方式，本申请能够提高设备故障监测的准确性。

Description

搅拌设备的故障监测方法、设备、系统和存储介质

技术领域

本申请涉及搅拌设备技术领域，特别是涉及一种搅拌设备的故障监测方法、设备、系统和存储介质。

背景技术

搅拌是一道将各种粉料、溶剂混合均匀得到浆料的工序。在搅拌过程中，搅拌罐体设备会按照配方要求，设置多组转速、时长，并通过搅拌电机、分散电机分别驱动搅拌桨、分散桨，使其按照要求的参数和次序开启转动。若搅拌设备发生故障，与搅拌设备相关的工作参数达不到工艺要求，会使物料混合不均匀造成品质问题，设备故障严重时造成设备停机，影响产能。

因此，如何对搅拌设备进行故障监测目前行业内重要的研究课题。

发明内容

本申请至少提供一种搅拌设备的故障监测方法、设备、系统和存储介质。

本申请第一方面提供一种搅拌设备的故障监测方法，该方法包括：获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据，至少一种参数数据包括第一实际转速数据和/或实际电流数据，目标工作阶段为匀速阶段；提取各参数数据对应的参数特征；其中，参数特征包括第一参数特征，各参数数据对应的第一参数特征是对各参数数据的归一化数据进行统计得到的，各参数数据的归一化数据是分别对各参数数据进行归一化处理得到；基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。

因此，基于匀速阶段的参数数据异常，基本可以确定搅拌设备存在故障，基本不存在其他原因导致搅拌设备存在故障。所以，基于搅拌设备的匀速阶段的参数数据进行异常检测，能够提高搅拌设备的故障预警准确率，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

其中，至少一种参数数据包括第一实际转速数据和实际电流数据，第一实际转速数据包括目标工作阶段对应不同时刻的多个第一实际转速值，实际电流数据包括目标工作阶段对应不同时刻的多个实际电流值；各参数数据的归一化数据的获取步骤，包括：统计得到多个第一实际转速值的离散程度表征值；以及，分别将多个第一实际转速值与搅拌设备在目标工作阶段的设定转速值的差，除以离散程度表征值，得到多个归一化转速值，实际转速数据对应的归一化数据包括多个归一化转速值；获取多个实际电流值的滑动平均值，分别将多个实际电流值除以滑动平均值，得到多个归一化电流值，实际电流数据对应的归一化数据包括多个归一化电流值。

因此，可以灵活设置在不同参数数据下，获取在目标工作阶段的若干归一化参数值的方法。

其中，参数特征还包括第二参数特征；各参数数据对应的第二参数特征是分别对各参数数据进行统计得到的。

因此，可灵活设置确定的参数特征的类型。

其中，参数数据对应的第一参数特征包括参数数据对应的归一化数据的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者；参数数据对应的第二参数特征包括至少一个第三参数特征和/或至少一个第四参数特征，至少一个第三参数特征包括参数数据的一阶差分结果的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者，至少一个第四参数特征包括参数数据在目标工作阶段的各目标时间段对应的参数统计值的有效值、峰峰值、波峰因子中的至少一者，各目标时间段是以设定时长对目标工作阶段进行划分得到。

因此，可灵活设置第一参数特征、第三参数特征和第四参数特征的类型。

其中，基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果，包括：利用第一异常检测算法对各参数数据对应的第一参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第一参数特征的数据检测结果；和/或，利用第二异常检测算法对各参数数据对应的第二参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第二参数特征的数据检测结果；基于各参数数据的数据检测结果，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。

因此，对于不同类型的参数特征，利用不同的异常监测算法基于参数特征进行异常监测，能够提高监测结果的准确性。

其中，所述利用第一异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第一参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于所述第一参数特征的数据检测结果，包括：判断所述参数数据的第一参数特征是否超出所述第一参数特征的上限值或下限值，所述上限值和下限值是利用正常状态下的搅拌设备的对应参数数据进行统计得到的；响应于所述参数数据的第一参数特征超出所述第一参数特征的上限值或下限值，确定所述参数数据存在异常；和/或，所述利用第二异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第二参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果，包括：利用异常检测模型对各所述参数数据对应的所述第二参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果。

因此，可灵活设置对第一参数特征进行处理，得到各所述参数数据关于第一参数特征的数据检测结果，以及，可灵活设置对第二参数特征进行处理，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果。

其中，在获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据之前，方法还包括：基于搅拌设备的设定转速数据，确定搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段；获取搅拌设备在目标时间段的第二实际转速数据；基于第二实际转速数据，从目标时间段中，选出搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为目标工作阶段。

因此，目标工作阶段的参数数据的变化是在预设变化范围内，即表明目标工作阶段的转速是基本不变的，所以，能够通过设定转速数据确定目标工作阶段。

其中，确定搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段，包括：获取搅拌设备在工作过程中对应不同时刻的多个设定转速值；分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，确定为目标时间段，每个设定转速值集合均包括从多个设定转速值中查找出的连续的满足稳定工况要求的若干设定转速值，稳定工况要求包括若干设定转速值不为零，且两两差异均在预设差异范围内。

因此，可通过第一参考工作参数对应不同过程的不同时刻的多个设定参数值，确定检测阶段。

其中，分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，确定为目标时间段，包括：获取每相邻两个设定转速值之间的转速差异值；将大于差异阈值的转速差异值对应的时刻、以及多个设定转速值的起止时刻，均作为分割点，其中，每相邻两个分割点组成一个候选时间段；选出对应的设定转速值不为零的候选时间段，作为目标时间段。

因此，相邻两个阶段分割点组成一个候选阶段，并从中剔除设定参数值为零的阶段，提高确定的监测阶段的准确性。

其中，获取每相邻两个设定转速值之间的转速差异值，包括：对多个设定转速值进行一阶差分，得到若干转速差分值；和/或，选出对应的设定转速值不为零的候选时间段，作为目标时间段，包括：获取候选时间段的中间位置对应的设定转速值，作为候选时间段的代表转速值；选出代表值不为零的候选时间段，作为目标时间段。

因此，可通过设定参数值的一阶差分，确定相邻两个设定参数值之间的差异；候选阶段的中间位置对应的设定参数值，反映出了此候选阶段整体的设定参数值；所以，在候选阶段中间位置对应的设定参数值不为零值，反映出此候选阶段整体的设定参数值不为零，不为零的候选阶段为作为监测阶段。

其中，基于第二实际转速数据，从目标时间段中，选出搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为目标工作阶段，包括：基于第二实际转速数据，在目标时间段中查找出边缘阶段，边缘阶段包括启动子阶段和/或结束子阶段，启动子阶段表示实际转速增大的阶段，结束子阶段表示实际转速减小的阶段；将目标时间段中除边缘阶段以外的部分，作为目标工作阶段。

因此，过滤属于边缘子阶段的目标时间段，边缘子阶段是搅拌设备的参数数据会发生变化的目标时间段，而在边缘子阶段由于工况切换会导致此目标时间段的参数数据发生变化，但无法获知边缘子阶段的参数数据变化是否有搅拌设备故障的原因。所以，过滤属于边缘子阶段的目标时间段，可以理解为，剔除了可能会有除了搅拌设备故障原因导致的参数数据变化的目标时间段。故，后续基于目标工作阶段的相关参数数据进行故障预测，是基于真正属于稳定工况的稳定阶段的参数数据进行故障预测的，只有搅拌设备故障会导致稳定阶段的参数数据异常，如果后续稳定阶段的参数数据异常，则说明搅拌设备存在故障。

其中，第二实际转速数据中包括目标时间段中对应不同时刻的多个第二实际转速值；基于第二实际转速数据，在目标时间段中查找出边缘阶段，包括：去除多个第二实际转速值中的无效值，并对剩余的第二实际转速值进行统计，得到第二实际转速数据的集中趋势表征值；按照正向时序，查找出首个大于集中趋势表征值的第二实际转速值，作为启动转速值，并将目标时间段的起始时刻至启动转速值对应的时刻，作为启动子阶段；和/或，按照逆向时序，查找出首个大于集中趋势表征值的第二实际转速值，作为结束转速值，并将结束转速值对应的时刻至目标时间段的结束时刻，作为结束子阶段。

因此，去除掉多个第二实际转速值中的无效值，以减小无效值存在对后续确定结束子阶段和/或启动子阶段产生影响，提高后续确定的结束子阶段和/或启动子阶段的准确性。

其中，在基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果之后，方法还包括：响应于确定搅拌设备存在故障，生成预警信息，预警信息用于提醒搅拌设备存在故障；将预警信息发送给关联用户。

因此，在确定搅拌设备存在故障后，会及时向关联用户进行故障反馈，使得关联用户及时获知搅拌设备故障情况，以便于及时对搅拌设备进行调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

其中，预警信息中包含参数数据的异常情况和故障排查建议中的至少一者，参数数据的异常情况包括出现异常的参数数据的标识和异常发生时间中的至少一者；和/或，对参数特征的异常监测包括利用异常监测模型实现的异常监测，在将预警信息发送给关联用户之后，还包括：接收关联用户反馈的预警信息是否为准确的信息；利用反馈的信息，优化异常监测模型。

因此，在将参数数据的异常情况作为预警信息发送给关联用户时，便于用户获知具体哪个参数数据出现了问题和/或参数数据出现问题的具体时间，以便于及时对搅拌设备进行调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。在将故障排查意见作为预警信息发送给关联用户时，能够辅助关联用户进行针对性的故障排查，从而能够提高故障排查的效率，以及时对搅拌设备进行准确的调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险等。

本申请第二方面提供一种故障监测设备，该故障监测设备包括存储器和处理器，存储器存储有程序指令，处理器用于执行所程序指令以实现上述的搅拌设备的故障监测方法。

本申请第三方面提供一种故障监测系统，该故障监测系统包括互相通信连接的搅拌设备和故障监测设备，故障监测设备为上述的设备。

本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储程序指令，程序指令能够被执行以实现上述的搅拌设备的故障监测方法。

上述技术方案，基于实际转速变化在预设变化范围外的工作阶段，即，目标工作阶段，参数数据异常，基本可以确定搅拌设备存在故障，基本不存在其他原因导致搅拌设备存在故障。所以，基于搅拌设备的目标工作阶段的参数数据进行异常检测，能够提高搅拌设备的故障预警准确率，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

附图说明

图1是本申请提供的搅拌设备的故障监测方法一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的第一实际转速数据的示意图；

图3是本申请提供的实际电流数据的示意图；

图4是本申请提供的第一实际转速在目标工作阶段的归一化数据的示意图；

图5是本申请提供的实际电流数据在目标工作阶段的归一化数据的示意图；

图6是本申请提供的确定目标工作阶段一实施例的流程示意图；

图7是图6所示步骤S61一实施例的流程示意图；

图8是本申请提供的搅拌桨的转速在不同时刻的多个设定转速值；

图9是图7所示步骤S72一实施例的流程示意图；

图10是本申请提供的阶段分割点的一示意图；

图11是本申请提供的目标时间段一示意图；

图12是图6所示步骤S63一实施例的流程示意图；

图13是本申请提供的边缘子阶段的示意图；

图14是本申请提供的故障监测设备一实施例的结构示意图；

图15是本申请提供的故障监测系统一实施例的结构示意图；

图16是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

请参阅图1，图1是本申请提供的搅拌设备的故障监测方法一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本申请的实施例并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，本实施例包括：

步骤S11：获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据。

搅拌设备是一种将各种粉料、溶剂混合均匀得到浆料的工序；在搅拌设备发生故障时，会导致若干参数数据达不到工艺要求，会使得物料混合不均匀造成品质问题；在搅拌设备故障严重时，会造成搅拌设备停机，影响产能。本实施例的方法用于自动监测搅拌设备是否存在故障，便于及时获知搅拌设备是否存在故障并及时对搅拌设备进行维修，提高搅拌设备的故障预警准确率，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

在搅拌设备的工作工程中，存在搅拌设备的实际转速变化在预设变化范围外的工作阶段（即，非匀速阶段），以及存在搅拌设备的实际转速变化在预设范围内的工作阶段（即，匀速阶段）。在实际转速变化在预设变化范围外的工作阶段下，搅拌设备的参数数据（如，搅拌设备的第一实际转速数据、实际电流数据）会发生变化，后续基于实际转速的变化在预设变化范围外的工作阶段进行异常监测，无法获知在实际转速变化在预设变化范围外的工作阶段，搅拌设备的参数数据发生变化，是否是仅由于加料的原因导致的，即，无法获知在实际转速的变化在预设变化范围外的工作阶段，造成搅拌设备的参数数据发生变化，是否包括搅拌设备存在故障的原因。所以，基于实际转速的变化在预设变化范围外的工作阶段，无法确定搅拌设备是否存在故障或者会降低搅拌设备的故障预警准确率。

所以，本实施方式中，获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据，至少一种参数数据包括第一实际转速数据和/或实际电流数据，目标工作阶段为匀速阶段，其中，匀速阶段可以理解为搅拌设备的实际转速的变化在预设变化范围的阶段。在实际转速的变化在预设变化范围内的工作阶段下，搅拌设备的第一实际转速数据和/或实际电流数据，基本不会发生变化，或者搅拌设备的第一实际转速数据和/或实际电流数据变化在正常范围内，所以，如果在搅拌设备处于目标工作阶段下，搅拌设备的实际转速发生了超出正常范围内的变化，则可基本确定搅拌设备存在故障。故，基于搅拌设备的目标工作阶段的参数数据进行异常检测，能够提高搅拌设备的故障预警准确率，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

举例来说，设定时刻1-时刻30为实际转速的变化在预设变化范围内的阶段、时刻30-时刻40以及时刻40-时刻70为实际转速的变化在预设变化范围外的阶段；那么，将时刻1-时刻30对应的阶段，作为目标工作阶段。

需要说明的是，如果搅拌设备的工作过程中，实际转速的变化在预设范围的内的阶段，有若干个，则将若干个均作为目标工作阶段。

参数数据包括第一实际转速数据和实际电流数据中的至少一者；其中，实际电流为搅拌设备的电机输出的实际电流，第一实际转速为电机驱动的工作桨的实际转速。在电机输出的实际电流达不到工艺要求时，会使得搅拌设备中的物料混合不均匀造成品质问题；故，可通过监测电机输出的实际电流，确定搅拌设备上的电机是否存在故障，从而确定搅拌设备是否存在故障。在搅拌设备的工作桨的实际转速达不到工艺要求时，会使得搅拌设备中的物料混合不均匀造成品质问题，表明驱动其的电机存在故障，从而能够确定搅拌设备存故障。

在一具体实施方式中，搅拌设备的工作桨包括搅拌桨和分散桨，电机包括搅拌电机和分散电机，搅拌电机用于驱动搅拌桨，以使搅拌桨能够有效地将物料相互均匀的混合，而分散电机用于驱动分散桨，以使分散桨高速转动而产生强大的剪切力，可以将物料快速打碎、分散，还可以将液体中的没有完全溶解的粉末状的团块散开、溶解，达到一个乳化均质的效果。需要说明的是，在上述情况下，搅拌设备的参数数据包括搅拌电机对应的第一实际转速数据和/或实际电流数据以及分散电机对应的第一实际转速数据和/或实际电流数据，可以认为只要其中一个参数数据异常时，确定搅拌设备故障。

步骤S12：提取各参数数据对应的参数特征。

本实施方式中，提取各参数数据对应的参数特征，其中，参数特征包括第一参数特征，各参数数据对应的第一参数特征是对各参数数据的归一化数据进行统计得到的，各参数数据的归一化化数据是分别对各参数数据进行归一化处理得到的。参数数据对应的参数特征，反映了参数数据的数据情况，而参数数据的数据情况能够反映参数数据是否异常，而参数数据异常也就反映了搅拌设备存在故障。

举例来说，如图2-图5所示，图2是本申请提供的第一实际转速数据的示意图，图3是本申请提供的实际电流数据的示意图，图4是本申请提供的第一实际转速在目标工作阶段的归一化数据的示意图，图5是本申请提供的实际电流数据在目标工作阶段的归一化数据的示意图，以参数数据包括第一实际转速数据和实际电流数据为例：对图2所示的第一实际转速数据进行归一化处理，得到图4所示的第一实际转速数据对应的归一化数据；对图3所示的实际电流数据进行归一化处理，得到图5所示的实际电流数据对应的归一化数据。

在一具体实施方式中，参数数据对应的第一参数特征包括参数数据对应的归一化数据的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者。也就是说，可灵活设置参数数据对应的第一参数特征的类型。需要说明的是，数据的峰峰值是一项重要的任务，可以帮助了解数据的振幅范围。

在一具体实施方式中，至少一种参数数据包括第一实际转速数据和实际电流数据，第一实际转速数据包括目标工作阶段对应不同时刻的多个第一实际转速值，实际电流数据包括目标工作阶段对应不同时刻的多个实际电流值；各参数数据的归一化数据的获取步骤，具体为：统计得到多个第一实际转速值的离散程度表征值；以及，分别将多个第一实际转速值与搅拌设备在目标工作阶段的设定转速值的差，除以离散程度表征值，得到多个归一化转速值，实际转速数据对应的归一化数据包括多个归一化转速值；获取多个实际电流值的滑动平均值，分别将多个实际电流值除以滑动平均值，得到多个归一化电流值，实际电流数据对应的归一化数据包括多个归一化电流值。

在其他实施方式中，参数特征还包括第二参数特征，各参数数据对应的第二参数特征是分别对各参数数据进行统计得到的。

在一具体实施方式中，参数数据对应的第二参数特征包括至少一个第三参数特征和/或至少一个第四参数特征，至少一个第三参数特征包括参数数据的一阶差分结果的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者，至少一个第四参数特征包括参数数据在目标时间段对应的参数统计值的有效值、峰峰值、波峰因子中的至少一者，各目标时间段是以设定时长对目标工作阶段进行划分得到。

具体地，在至少一个第二参数特征包括至少一个第四参数特征的情况下，以设定时长对目标工作阶段进行划分，并求取各目标时间段对应的标准差，之后对标准差求取有效值、峰峰值或者波峰因子，作为参数数据在目标时间段的至少一个第二参数特征。在至少一个第二参数特征包括至少一个第三参数特征的情况下，求取参数数据在目标工作阶段的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度或者峭度，作为参数数据在目标工作阶段的至少一个第二参数特征。当然，在至少一个第二参数特征包括至少一个第三参数特征的情况下，对参数数据在目标工作阶段进行一阶差分，得到参数数据在目标工作阶段的若干差分值，并求取参数数据在目标工作阶段的若干差分值的均值、标准差、有效值、波峰因子、偏度或者峭度，作为参数数据在目标工作阶段的至少一个第二参数特征。

步骤S13：基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。

由上分析可知，基于实际转速变化在预设变化范围外的工作阶段，参数数据异常，基本可以确定搅拌设备存在故障，基本不存在其他原因导致搅拌设备存在故障。所以，本实施方式中，基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。参数数据对应的参数特征，反映了参数数据的数据情况；基于参数特征进行异常检测，能够确定参数数据的数据情况是否存在异常，而参数数据的数据情况异常也就说明了搅拌设备存在故障，参数数据的数据情况异常也就说明了搅拌设备不存在故障。故，基于搅拌设备的目标工作阶段的参数数据进行异常检测，能够提高搅拌设备的故障预警准确率，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

在一实施方式中，在基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果之后，还会响应于确定搅拌设备存在故障，生成预警信息，预警信息用于提醒搅拌设备存在故障；将预警信息发送给关联用户。也就是说，在确定搅拌设备存在故障后，会及时向关联用户进行故障反馈，使得关联用户及时获知搅拌设备故障情况，以便于及时对搅拌设备进行调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。

在一具体实施方式中，预警信息中包含参数数据的异常情况和故障排查建议中的至少一者，参数数据的异常情况包括出现异常的参数数据的标识和异常发生时间中的至少一者。在将参数数据的异常情况作为预警信息发送给关联用户时，便于用户获知具体哪个参数数据出现了问题和/或参数数据出现问题的具体时间，例如，在参数数据为电机输出的实际电流数据时，关联用户能够获知是电机的实际电流数据在上午10点异常了，以便于及时对搅拌设备进行调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险。而在将故障排查意见作为预警信息发送给关联用户时，能够辅助关联用户进行针对性的故障排查，从而能够提高故障排查的效率，以及时对搅拌设备进行准确的调整、维修等，保障搅拌设备的正常运行，有利于降低搅拌设备宕机率与浆料品质风险等。

在一实施方式中，对参数特征的异常监测包括利用异常监测模型实现的异常监测，在将预警信息发送给关联用户之后，还会接收关联用户反馈的预警信息是否为准确的信息；利用反馈的信息，优化异常监测模型。利用异常监测模型对参数数据进行监测，有可能出现误判，即，搅拌设备实际不存在故障，但异常监测模型确定其存在故障；此时，会利用关联用户反馈的信息对异常监测模型进行优化，以提高异常监测模型的监测准确性。

在一实施方式中，基于参数特征进行异常检测，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果，包括：利用第一异常检测算法对各参数数据对应的第一参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第一参数特征的数据检测结果；和/或，利用第二异常检测算法对各参数数据对应的第二参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第二参数特征的数据检测结果；基于各参数数据的数据检测结果，得到搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。对于不同类型的参数特征，利用不同的异常监测算法基于参数特征进行异常监测，能够提高监测结果的准确性。

在一具体实施方式中，利用第一异常检测算法对各参数数据对应的第一参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第一参数特征的数据检测结果，具体为：判断参数数据的第一参数特征是否超出第一参数特征的上限值或下限值，上限值和下限值是利用正常状态下的搅拌设备的对应参数数据进行统计得到的；响应于参数数据的第一参数特征超出第一参数特征的上限值或下限值，确定参数数据存在异常。举例来说，第一参数特征的上下限为（均值±K*标准差）；若参数数据的第一参数特征超出第一参数特征的上限值或下限值，确定参数数据存在异常，即，搅拌设备存在故障。

在一具体实施方式中，利用第二异常检测算法对各参数数据对应的第二参数特征进行异常检测，得到各参数数据关于第二参数特征的数据检测结果，具体为：利用异常检测模型对各参数数据对应的第二参数特征进行异常，得到各参数数据关于第二参数特征的数据检测结果。即，利用第二异常检测算法对各参数数据的第二参数特征进行异常检测，以得到各参数数据关于第二参数特征的数据检测结果；而利用第二异常检测算法进行各参数数据的第二参数特征进行异常检测，能够提高异常检测效率。

请参阅图6，图6是本申请提供的确定目标工作阶段一实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本申请的实施例并不以图6所示的流程顺序为限。如图6所示，本实施例包括：

步骤S61：基于搅拌设备的设定转速数据，确定搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段。

本实施方式中，基于搅拌设备的设定转速数据，确定搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段。

在一实施方式中，如图7所示，图7是图6所示步骤S61一实施例的流程示意图，基于搅拌设备的设定转速数据，确定搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段，具体包括如下子步骤：

步骤S71：获取搅拌设备在工作过程中对应不同时刻的多个设定转速值。

本实施方式中，获取搅拌设备在工作过程中对应不同时刻的多个设定转速值。设定为稳定工况的目标时间段，其对应的不同时刻的若干设定转速值是相同的，基本不变的；所以，后续能够通过实际转速对应工作过程的不同时刻的多个设定转速值，确定设定为稳定工况的阶段。

举例来说，以搅拌设备包括搅拌电机、搅拌电机用于驱动搅拌桨、搅拌电机驱动的搅拌桨的转速为例：如图8所示，图8是本申请提供的搅拌桨的转速在不同时刻的多个设定转速值。

步骤S72：分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，确定为目标时间段。

本实施方式中，分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，作为目标时间段，每个设定转速值均包括从多个设定转速值查找出的连续的满足稳定工况要求的若干设定转速值，稳定工况要求包括若干设定转速值不为零，且两两差异均在预设差异范围内。

在一具体实施方式中，如图9所示，图9是图7所示步骤S72一实施例的流程示意图，分别将表征稳定工况的至少一个设定参数值集合对应的时间段，确定为目标时间段，具体包括如下子步骤：

步骤S91：获取每相邻两个设定转速值之间的转速差异值。

本实施方式中，获取每相邻两个设定转速值之间的差异值。相邻两项数据之间的差值为一阶差分，使用一阶差分来观察数据波动量和趋势。具体地，在一实施方式中，如图10所示，图10是本申请提供的各设定搅拌转速对应的差分值的示意图，各设定搅拌转速对应的差分值，能够表征该设定搅拌转速与后一设定搅拌转速或者前一设定搅拌转速之间的差异。

步骤S92：将大于差异阈值的转速差异值对应的时刻、以及多个设定转速值的起止时刻，均作为分割点。

本实施方式中，将大于差异阈值的差异值对应的时刻、以及多个设定参数值的起止时刻，均作为阶段分割点，其中，每相邻两个阶段分割点组成一个候选阶段。在一实施方式中，对设定转速值进行一阶差分，得到每相邻两个设定转速值之间的差异值。此时可设置差异阈值为差分非零值，并将差分非零值对应的时刻，作为一阶段分割点。

具体地，如图6所示，差分非零点，分别作为一阶段分割点。另外，如图10所示，图10是本申请提供的阶段分割点的另一示意图，图10中的工况切换点，为多个设定转速值的起止时刻，也分别作为阶段分割点。

步骤S93：选出对应的设定转速值不为零的候选时间段，作为目标时间段。

本实施方式中，选出对应的设定转速值不为零的候选阶段，作为目标时间段。由于搅拌设备在稳定工况下是在运行的，所以其对应的设定转速值不会为零，所以设定转速值不为零的候选阶段，才为搅拌设备的稳定工况的阶段。

举例来说，获取的是搅拌设备的转速的不同时刻的多个设定转速值，由于搅拌设备在稳定工况下是运行的，所以其对应的设定转速值不会为零，此时选取的是对应的设定转速值不为零的候选阶段，作为监测阶段。

在一实施方式中，选出对应的设定转速值不为零的候选阶段，作为目标时间段，具体为：获取候选阶段的中间位置对应的设定转速值，作为阶段代表转速值；选出阶段代表转速值不为零的候选阶段，作为目标时间段。候选阶段的中间位置对应的设定转速值，反映出了此候选阶段整体的设定转速值；所以，在候选阶段中间位置对应的设定转速值不为零值，反映出此候选阶段整体的设定转速值不为零，不为零的候选阶段为作为目标时间段。

举例来说，如图11所示，图11是本申请提供的目标时间段一示意图，相邻阶段分割点之间为候选阶段，在候选阶段的中间位置对应的设定转速值为零，则表明此候选阶段为非稳定工况阶段（即，非目标时间段），而在候选阶段的中间位置对应的设定转速值非零时，则表明此候选阶段为稳定工况阶段（即，目标时间段），从而得到如图11所示的若干目标时间段。

步骤S62：获取搅拌设备在目标时间段的第二实际转速数据。

本实施方式中，获取搅拌设备在目标时间段的第二实际转速数据。步骤S63：基于第二实际转速数据，从目标时间段中，选出搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为目标工作阶段。

在一实施方式中，如图12所示，图12是图6所示步骤S63一实施例的流程示意图，基于第二实际转速数据，从目标时间段中，选出搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为目标工作阶段，具体包括：

步骤S1201：基于第二实际转速数据，在目标时间段中查找出边缘阶段。

本实施方式中，基于第二实际转速数据，在目标时间段中查找到启动子阶段和/或结束子阶段，作为边缘子阶段，启动子阶段表示实际转速增大的阶段，结束子阶段表示实际转速减小的阶段。在搅拌设备处于稳定工况阶段的非启动子阶段和/或非结束子阶段时，搅拌设备处于稳定阶段，搅拌设备的实际转速基本不变，只有在搅拌设备故障时才会导致，搅拌设备处于稳定阶段时实际转速变化；所以，能够基于稳定工况阶段的多个实际转速，确定稳定工况阶段的启动子阶段和/或结束子阶段。

如图13所示，图13是本申请提供的边缘子阶段的示意图，如图13的（一），图中B1阶段为启动子阶段，B3阶段为结束子阶段，B2为目标工作阶段；如图13的（二），图中A阶段为目标工作阶段。

在一实施方式中，第二实际转速数据中包括目标时间段中对应不同时刻的多个第二实际转速值；基于第二实际转速数据，在目标时间段中查找出边缘子阶段，具体为：去除多个第二实际转速中的无效值，并对剩余的第二实际转速进行统计，得到第二实际转速数据的集中趋势表征值；按照正向时序，查找出首个大于集中趋势表征值的第二实际转速值，作为启动转速值，并将目标时间段的起始时刻至启动转速值对应的时刻，作为启动子阶段。或者，按照逆向时序，查找出首个大于集中趋势表征值的第二实际转速值，作为结束转速值，并将结束转速值对应的时刻至目标时间段的结束时刻，作为结束子阶段。

其中，不对无效值进行限定，可根据实际使用需要具体限定。例如，无效值为零。另外，剩余的第二实际转速值对应的集中趋势表征值，可以是剩余的第二实际转速值对应的平均值或者中位数等。

举例来说，获取转速在目标时间段的多个实际转速值，作为第二实际转速值；去除多个第二实际转速值中的零值，并对剩余的第二实际转速值进行统计，得到剩余的第二实际转速值对应的平均值；按照正向顺序，查找出首个大于平均值的第二实际转速值，作为启动转速值，并将目标时间段的起始时刻至启动转速值对应的时刻，作为启动转速值；按照逆向顺序，查找出首个大于平均值的第二实际转速值，作为结束转速值，并将结束转速值对应的时刻至目标时间段的结束时刻，作为结束子阶段。

步骤S1202：将目标时间段中除边缘阶段以外的部分，作为目标工作阶段。

本实施方式中，将目标时间段中除边缘阶段以外的部分，作为目标工作阶段。在搅拌设备处于稳定工况阶段的非启动子阶段和/或非结束子阶段时，搅拌设备处于稳定阶段，搅拌设备的实际转速基本不变，只有在搅拌设备故障时才会导致，搅拌设备处于稳定阶段时实际转速变化；所以，能够基于稳定工况阶段的多个实际转速，确定稳定工况阶段的启动子阶段和/或结束子阶段。

在一实施方式中，在获取搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据之前，会从搅拌设备的可编程逻辑控制器中，采集至少一种参数数据在目标工作阶段的多个实际参数值。也就是说，通过自研的数采软件采集可编程逻辑控制器（PLC）中，采集目标工作参数在监测阶段的多个实际参数值，无外加硬件成本。

举例来说，以搅拌设备包括搅拌电机和分散电机、搅拌电机用于驱动搅拌桨、分散电机用于驱动分散桨、至少一种参数数据为电机的输出电流和电机驱动的工作桨的第一实际转速数据为例：借助数据采集软件，从PLC中高频采集搅拌测点和分散测点的多个第一实际转速数据，并将采集到的数据计入故障监测设备，转速的实时值的单位为r/min，电机输出电流的实时值的单位为A。

请参阅图14，图14是本申请提供的故障监测设备一实施例的结构示意图。故障监测设备140包括相互耦接的存储器141和处理器142，处理器142用于执行存储器141中存储的程序指令，以实现上述任一搅拌设备的故障监测方法实施例的步骤。在一个具体的实施场景中，故障监测设备140可以包括但不限于：微型计算机、服务器，此外，故障监测设备140还可以包括笔记本电脑、平板电脑等移动设备，在此不做限定。

具体而言，处理器142用于控制其自身以及存储器141以实现上述任一搅拌设备的故障监测方法实施例的步骤。处理器142还可以称为CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）。处理器142可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器142还可以是通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器142可以由集成电路芯片共同实现。

请参阅图15，图15是本申请提供的故障监测系统一实施例的结构示意图，故障监测系统150包括互相通信连接的搅拌设备151和故障监测设备140，故障监测设备140为上述实施例的设备。

请参阅图16，图16是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。本申请实施例的计算机可读存储介质160存储有程序指令161，该程序指令161被执行时实现本申请搅拌设备的故障监测方法一实施例以及任意不冲突的组合所提供的方法。其中，该程序指令161可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述计算机可读存储介质160中，以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质160包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

若本申请技术方案涉及个人信息 ，应用本申请技术方案的产品在处理个人信息前，已明确告知个人信息处理规则，并取得个人自主同意。若本申请技术方案涉及敏感个人信息，应用本申请技术方案的产品在处理敏感个人信息前，已取得个人单独同意，并且同时满足“明示同意”的要求。例如，在摄像头等个人信息采集装置处，设置明确显著的标识告知已进入个人信息采集范围，将会对个人信息进行采集，若个人自愿进入采集范围即视为同意对其个人信息进行采集；或者在个人信息处理的装置上，利用明显的标识/信息告知个人信息处理规则的情况下，通过弹窗信息或请个人自行上传其个人信息等方式获得个人授权；其中，个人信息处理规则可包括个人信息处理者、个人信息处理目的、处理方式以及处理的个人信息种类等信息。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种搅拌设备的故障监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据，所述至少一种参数数据包括第一实际转速数据和/或实际电流数据，所述目标工作阶段为匀速阶段；

提取各所述参数数据对应的参数特征；其中，所述参数特征包括第一参数特征，各所述参数数据对应的第一参数特征是对各所述参数数据的归一化数据进行统计得到的，各所述参数数据的归一化数据是分别对各所述参数数据进行归一化处理得到；

基于所述参数特征进行异常检测，得到所述搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种参数数据包括所述第一实际转速数据和所述实际电流数据，所述第一实际转速数据包括所述目标工作阶段对应不同时刻的多个第一实际转速值，所述实际电流数据包括所述目标工作阶段对应不同时刻的多个实际电流值；

所述各所述参数数据的归一化数据的获取步骤，包括：

统计得到所述多个第一实际转速值的离散程度表征值；以及，分别将所述多个第一实际转速值与所述搅拌设备在所述目标工作阶段的设定转速值的差，除以所述离散程度表征值，得到多个归一化转速值，所述实际转速数据对应的归一化数据包括所述多个归一化转速值；

获取所述多个实际电流值的滑动平均值，分别将所述多个实际电流值除以所述滑动平均值，得到多个归一化电流值，所述实际电流数据对应的归一化数据包括所述多个归一化电流值。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述参数特征还包括第二参数特征，各所述参数数据对应的第二参数特征是分别对各所述参数数据进行统计得到的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参数数据对应的第一参数特征包括所述参数数据对应的归一化数据的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者；

所述参数数据对应的第二参数特征包括至少一个第三参数特征和/或至少一个第四参数特征，所述至少一个第三参数特征包括所述参数数据的一阶差分结果的均值、标准差、有效值、峰峰值、波峰因子、偏度和峭度中的至少一者，所述至少一个第四参数特征包括所述参数数据在所述目标工作阶段的各目标时间段对应的参数统计值的有效值、峰峰值、波峰因子中的至少一者，各所述目标时间段是以设定时长对所述目标工作阶段进行划分得到。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述参数特征进行异常检测，得到所述搅拌设备是否存在故障的异常检测结果，包括：

利用第一异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第一参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于所述第一参数特征的数据检测结果；和/或，利用第二异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第二参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果；

基于各所述参数数据的所述数据检测结果，得到所述搅拌设备是否存在故障的异常检测结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用第一异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第一参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于所述第一参数特征的数据检测结果，包括：

判断所述参数数据的第一参数特征是否超出所述第一参数特征的上限值或下限值，所述上限值和下限值是利用正常状态下的搅拌设备的对应参数数据进行统计得到的；

响应于所述参数数据的第一参数特征超出所述第一参数特征的上限值或下限值，确定所述参数数据存在异常；

和/或，所述利用第二异常检测算法对各所述参数数据对应的所述第二参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果，包括：

利用异常检测模型对各所述参数数据对应的所述第二参数特征进行异常检测，得到各所述参数数据关于第二参数特征的数据检测结果。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述搅拌设备在目标工作阶段中的至少一种参数数据之前，所述方法还包括：

基于所述搅拌设备的设定转速数据，确定所述搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段；

获取所述搅拌设备在所述目标时间段的第二实际转速数据；

基于所述第二实际转速数据，从所述目标时间段中，选出所述搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为所述目标工作阶段。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述搅拌设备设定为稳定工况的目标时间段，包括：

获取所述搅拌设备在工作过程中对应不同时刻的多个设定转速值；

分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，确定为所述目标时间段，每个所述设定转速值集合均包括从所述多个设定转速值中查找出的连续的满足稳定工况要求的若干设定转速值，所述稳定工况要求包括所述若干设定转速值不为零，且两两差异均在预设差异范围内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述分别将表征稳定工况的至少一个设定转速集合对应的时间段，确定为所述目标时间段，包括：

获取每相邻两个设定转速值之间的转速差异值；

将大于差异阈值的所述转速差异值对应的时刻、以及所述多个设定转速值的起止时刻，均作为分割点，其中，每相邻两个所述分割点组成一个候选时间段；

选出对应的所述设定转速值不为零的所述候选时间段，作为所述目标时间段。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取每相邻两个设定转速值之间的转速差异值，包括：

对所述多个设定转速值进行一阶差分，得到若干转速差分值；

和/或，所述选出对应的所述设定转速值不为零的所述候选时间段，作为所述目标时间段，包括：

获取所述候选时间段的中间位置对应的所述设定转速值，作为所述候选时间段的代表转速值；

选出所述代表转速值不为零的所述候选时间段，作为所述目标时间段。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二实际转速数据，从所述目标时间段中，选出所述搅拌设备的实际转速符合设定工况条件的阶段，作为所述目标工作阶段，包括：

基于所述第二实际转速数据，在所述目标时间段中查找出边缘阶段，所述边缘阶段包括启动子阶段和/或结束子阶段，所述启动子阶段表示实际转速增大的阶段，所述结束子阶段表示所述实际转速减小的阶段；

将所述目标时间段中除所述边缘阶段以外的部分，作为所述目标工作阶段。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二实际转速数据中包括所述目标时间段中对应不同时刻的多个第二实际转速值；

所述基于所述第二实际转速数据，在所述目标时间段中查找出边缘阶段，包括：

去除所述多个第二实际转速值中的无效值，并对剩余的所述第二实际转速值进行统计，得到所述第二实际转速数据的集中趋势表征值；

按照正向时序，查找出首个大于所述集中趋势表征值的所述第二实际转速值，作为启动转速值，并将所述目标时间段的起始时刻至所述启动转速值对应的时刻，作为所述启动子阶段；和/或，

按照逆向时序，查找出首个大于所述集中趋势表征值的所述第二实际转速值，作为结束转速值，并将所述结束转速值对应的时刻至所述目标时间段的结束时刻，作为所述结束子阶段。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述参数特征进行异常检测，得到所述搅拌设备是否存在故障的异常检测结果之后，所述方法还包括：

响应于确定所述搅拌设备存在故障，生成预警信息，所述预警信息用于提醒所述搅拌设备存在故障；

将所述预警信息发送给关联用户。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预警信息中包含所述参数数据的异常情况和故障排查建议中的至少一者，所述参数数据的异常情况包括出现异常的参数数据的标识和异常发生时间中的至少一者；

和/或，对所述参数特征的异常监测包括利用异常监测模型实现的异常监测，在所述将所述预警信息发送给关联用户之后，还包括：

接收所述关联用户反馈的所述预警信息是否为准确的信息；

利用所述反馈的信息，优化所述异常监测模型。

15.一种故障监测设备，其特征在于，所述故障监测设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器用于执行所述程序指令以实现如权利要求1-14任一项所述的搅拌设备的故障监测方法。

16.一种故障监测系统，其特征在于，所述故障监测系统包括互相通信连接的搅拌设备和故障监测设备，所述故障监测设备为权利要求15所述的设备。

17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序指令，所述程序指令能够被执行以实现如权利要求1-14任一项所述的搅拌设备的故障监测方法。