CN117927729A - 一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统，涉及阀门的技术领域，该系统首先通过对截止阀的位置指示器进行监测，判定截止阀是否需要进行及时维修，接着通过数据采集模块对截止阀进行多维度数据信息监测，与现有技术相比，告别了定期巡检，并且系统在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，不易错失对相关数据的监测，进一步提升对截止阀的密封性能监测的准确性；同时系统可以实时监测阀门位置、各部件的破损情况以及介质泄漏等多个关键参数，通过数据处理和故障分析模块，对阀门的健康状态进行综合评估，并做出等级预警措施，提前预警并采取相应的维修措施，从而提高了阀门设备的可靠性和生产效率。

Description

一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统

技术领域

本发明涉及阀门的技术领域，具体为一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统。

背景技术

工业阀门在现代工业体系中扮演着至关重要的角色，广泛应用于流体控制系统中；随着工业自动化水平的提高，对阀门的监测、故障预警和远程管理需求不断增长，其中，截止阀适用于广泛的工业应用，截止阀是一种常见且重要的阀门类型，它通常适用于需要完全切断流体通道的场合，而不太用于需要频繁调节流量的系统，因此通常忽略了对截止阀的实时监测与管理作业。

然而，在实际生产过程中，阀门监测方式往往依赖于定期巡检，无法实时获取阀门的工作状态，并且定期巡查可能会错开截止阀在关闭时的介质外泄的情况，导致缺少对截止阀的密封性能进行监测，此外，传统监测方法对于故障的提前预警能力较弱，难以有效避免由于阀门故障带来的生产中断和安全隐患。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统，解决了上述背景技术中的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工业阀门故障远程监测预警系统，包括位置监测模块、数据采集模块、数据处理模块、故障维修分析模块、评估管理模块以及远程通信模块；

所述位置监测模块用于在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，当截止阀工作状态时，则指针处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

所述数据采集模块用于实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，建立第一数据组，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集，建立第二数据组，并将所述相关卡滞程度数据传输至所述第二数据组；

其中，部件包括阀瓣、阀座、阀杆以及阀门壳体等，都是截止阀的组成部分；

所述数据处理模块用于将所述第一数据组和所述第二数据组均传输至故障数据集内，并将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位；

所述故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并将所述部件维修次数Wxcs与所述介质压力Jyz相关联，获取部件磨损状态因子Msyz，通过将所述部件磨损状态因子Msyz与所述密封面残缺比例Mfbz相关联，获取介质外泄系数Wjxs，通过将所述操作力Czlz与所述力矩LJZ相关联，获取受阻影响系数Szxs，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs，所述故障评估指数Gzzs通过以下公式获取：

式中，Wpz表示为位置偏离值，α₁、α₂和α₃分别表示为介质外泄系数Wjxs、受阻影响系数Szxs和位置偏离值Wpz的预设比例系数，其中，0.21≤α₁≤0.38，0.16≤α₂≤0.46，0.08≤α₃≤0.16，且0.50≤α₁+α₂+α₃≤1.0，P表示为第一修正常数；

所述评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

所述远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案。

优选的，所述位置监测模块包括位置单元和第一预警单元；

所述位置单元用于利用位置指示器实时监测截止阀的工作状态，以及是否出现位置异常状态；

所述第一预警单元用于监测位置指示器处于中间位置时，系统发出红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业；

其中，中间位置指的是在指针表盘范围内除开启位置和关闭位置以外的范围。

优选的，所述数据采集模块包括传感器单元、第一采集单元和第二采集单元；

所述传感器单元用于在工业的截止阀四周安装若干组传感器，其中包括压力传感器、温度传感器、声音传感器、力矩传感器、计数传感器以及振动传感器；

所述第一采集单元用于实时监测与记录所述第一数据组，所述第一数据组包括相关破损情况数据和相关介质泄漏数据，并且相关破损情况数据包括部件更换次数、破损的部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq以及部件维修次数Wxcs；

相关介质泄漏数据包括密封面平整度、密封面残缺比例Mfbz、泄漏位置、泄漏的时间、温度差值Wcz以及管道振动强度Zdqd；

所述第二采集单元用于针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的实时监测与记录，其中相关卡滞程度数据包括启闭时间、噪音值Zyz、操作力Czlz以及力矩LJZ。

优选的，经过无量纲处理后，所述受阻影响系数Szxs通过以下公式获取：

式中，Zyz表示为噪音值，Czlz表示为操作力，LJZ表示为力矩，a₁和a₂均表示为预设比例系数，其中，0.21≤a₁≤0.25，0.33≤a₂≤0.75，且0.55≤a₁+a₂≤1.0，C表示为第二修正常数。

优选的，预先设置受阻阈值F，并将所述受阻阈值F与所述受阻影响系数Szxs进行对比分析，以判定当前工业的截止阀是否需要采取维修作业：

若所述受阻影响系数Szxs大于或等于所述受阻阈值F时，即Szxs≥F时，表示为当前工业的截止阀需要采取维修作业；

若所述受阻影响系数Szxs小于所述受阻阈值F时，即Szxs＜F时，表示为当前工业的截止阀无需采取维修作业。

优选的，经过无量纲处理后，所述部件磨损状态因子Msyz通过以下公式获取：

式中，Bjsl表示为部件数量，Kgpl表示为开关频率，Jyz表示为介质压力，Gzzq表示为工作周期，Wxcs表示为部件维修次数，b、k、j、g和x分别表示为部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq和部件维修次数Wxcs的预设比例系数，其中0.12≤b≤0.18，0.16≤k≤0.32，0.20≤j≤0.28，0.05≤g≤0.11，0.07≤x≤0.11，且0.65≤b+k+j+g+x≤1.0。

优选的，经过无量纲处理后，所述介质外泄系数Wjxs通过以下公式获取：

式中，Mfbz表示为密封面残缺比例，Wcz表示为温度差值，Zdqd表示为管道振动强度，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为密封面残缺比例Mfbz、温度差值Wcz、管道振动强度Zdqd和部件磨损状态因子Msyz的预设比例系数，其中0.16≤F₁≤0.26，0.05≤F₂≤0.10，0.10≤F₃≤0.16，0.22≤F₄≤0.48，且0.55≤F₁+F₂+F₃+F₄≤1.0，R表示为第三修正常数。

优选的，将所述故障评估指数Gzzs与所述评估阈值Q进行对比分析，获取等级监测评估结果，所述等级监测评估结果具体内容如下：

若所述故障评估指数Gzzs高于所述评估阈值Q时，即Gzzs＞Q时，生成第一评估结果，表示为此时截止阀处于异常状态；

若所述故障评估指数Gzzs等于所述评估阈值Q时，即Gzzs＝Q时，生成第二评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态，但需提醒后台管理平台；

若所述故障评估指数Gzzs低于所述评估阈值Q时，即Gzzs＜Q时，生成第三评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态。

优选的，所述远程通信模块包括第二预警单元和实时监控单元；

所述第二预警单元用于依据第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果，采取相应的处理方案，处理方案包括如下具体内容：

若生成第一评估结果，此时将发送红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业；

若生成第二评估结果，此时将发送黄色预警通知，通知后台管理平台在固定期限内，对截止阀完成检查或维修作业；

若生成第三评估结果，此时将发送绿色预警通知，无需采取额外的作业，继续保持观测等级监测评估结果；

所述实时监测单元用于后台管理平台实时监测到所述位置监测模块、所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述故障维修分析模块以及所述评估管理模块中获取与分析出来的结果，以便后台管理平台及时采取相应的作业。

优选的，一种工业阀门故障远程监测预警方法，包括以下步骤，

步骤一、首先通过位置监测模块在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，观测是否处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

步骤二、其次通过数据采集模块将实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集；

步骤三、此外通过数据处理模块将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位；

步骤四、然后通过故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs；

步骤五、接着通过评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

步骤六、最后通过远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案。

(三)有益效果

本发明提供了一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统，具备以下有益效果：

(1)该系统首先通过对截止阀的位置指示器进行监测，判定截止阀是否需要进行及时维修，接着通过数据采集模块对截止阀进行多维度数据信息监测，与现有技术相比，告别了定期巡检，并且系统在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，不易错失对相关数据的监测，进一步提升对截止阀的密封性能监测的准确性；同时系统可以实时监测阀门位置、各部件的破损情况以及介质泄漏等多个关键参数，通过数据处理和故障分析模块，对阀门的健康状态进行综合评估，并做出等级预警措施，提前预警并采取相应的维修措施，从而提高了阀门设备的可靠性和生产效率，有效减少由于阀门故障带来的生产中断和安全隐患。

(2)通过对受阻影响系数Szxs的计算，综合操作力Czlz、力矩LJZ和噪音值Zyz等参数的分析，综合考虑了截止阀在运行过程中的多方面性能表现，为对阀门运行状态的全面评估提供了依据；同时，采用数值化的受阻影响系数Szxs与设定的阈值F进行比较，减少了维修决策的主观性，使得对阀门维护的判断更加客观和科学。通过智能判定是否需要维修，能够使维护团队更有针对性地进行维护作业，减少了不必要的维修频率，进一步提高了维护效率，降低了维护成本。

附图说明

图1为本发明一种工业阀门故障远程监测预警系统框图流程示意图；

图2为本发明一种工业阀门故障远程监测预警方法步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

工业阀门在现代工业体系中扮演着至关重要的角色，广泛应用于流体控制系统中；随着工业自动化水平的提高，对阀门的监测、故障预警和远程管理需求不断增长，其中，截止阀适用于广泛的工业应用，截止阀是一种常见且重要的阀门类型，它通常适用于需要完全切断流体通道的场合，而不太用于需要频繁调节流量的系统，因此通常忽略了对截止阀的实时监测与管理作业。

然而，在实际生产过程中，阀门监测方式往往依赖于定期巡检，无法实时获取阀门的工作状态，并且定期巡查可能会错开截止阀在关闭时的介质外泄的情况，导致缺少对截止阀的密封性能进行监测，此外，传统监测方法对于故障的提前预警能力较弱，难以有效避免由于阀门故障带来的生产中断和安全隐患。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种工业阀门故障远程监测预警系统，包括位置监测模块、数据采集模块、数据处理模块、故障维修分析模块、评估管理模块以及远程通信模块；

所述位置监测模块用于在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，当截止阀工作状态时，则指针处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

所述数据采集模块用于实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，建立第一数据组，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集，建立第二数据组，并将所述相关卡滞程度数据传输至所述第二数据组；

所述数据处理模块用于将所述第一数据组和所述第二数据组均传输至故障数据集内，并将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位，提高了数据的准确性和可比性，为后续故障维修分析奠定了基础，并且经过无量纲处理后的公式使得不同参数具有相同的单位，提高了公式的稳定性和可靠性，使得数据更容易进行比较和分析。

所述故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并将所述部件维修次数Wxcs与所述介质压力Jyz相关联，获取部件磨损状态因子Msyz，通过将所述部件磨损状态因子Msyz与所述密封面残缺比例Mfbz相关联，获取介质外泄系数Wjxs，通过将所述操作力Czlz与所述力矩LJZ相关联，获取受阻影响系数Szxs，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs，所述故障评估指数Gzzs通过以下公式获取：

式中，Wpz表示为位置偏离值，α₁、α₂和α₃分别表示为介质外泄系数Wjxs、受阻影响系数Szxs和位置偏离值Wpz的预设比例系数，其中，0.21≤α₁≤0.38，0.16≤α₂≤0.46，0.08≤α₃≤0.16，且0.50≤α₁+α₂+α₃≤1.0，P表示为第一修正常数；

上述的位置偏离值Wpz指的是位置指示器的指针处于中间位置时，标记数值为10，若位置指示器的指针处于开启或关闭位置时，标记数值为0；

所述评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

所述远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案，实现了对阀门状态的实时远程监控，使得操作人员能够迅速采取相应的处理方案，提高了阀门的整体管理效率。

本系统运行中，通过位置监测模块，系统能够实时监测截止阀的工作状态，特别是在指针处于中间位置时发出预警通知，提供了对阀门工作状态的实时感知；数据采集模块将从截止阀的各个部件的破损情况数据，以及其介质泄漏数据，以及开关过程中的卡滞程度数据，做到多维度的采集；故障维修分析模块通过特征提取和机器学习计算，获取了部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ等关键参数，拟合计算故障评估指数，为阀门故障提供智能分析和评估。评估管理模块通过预先设置的评估阈值与故障评估指数Gzzs进行对比分析，实现对截止阀健康状态的预测性评估，提供等级监测评估结果，为后续维护决策提供参考。

实施例2

请参照图1，具体的：所述位置监测模块包括位置单元和第一预警单元；

所述位置单元用于利用位置指示器实时监测截止阀的工作状态，以及是否出现位置异常状态，确保对阀门状态的实时感知；

所述第一预警单元用于监测位置指示器处于中间位置时，系统发出红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业，进一步提高了对潜在问题的响应速度，降低了维护成本；

其中，中间位置指的是在指针表盘范围内除开启位置和关闭位置以外的范围。

所述数据采集模块包括传感器单元、第一采集单元和第二采集单元；

所述传感器单元用于在工业的截止阀四周安装若干组传感器，其中包括压力传感器、温度传感器、声音传感器、力矩传感器、计数传感器以及振动传感器；

所述第一采集单元用于实时监测与记录所述第一数据组，所述第一数据组包括相关破损情况数据和相关介质泄漏数据，并且相关破损情况数据包括部件更换次数、破损的部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq以及部件维修次数Wxcs，第一采集单元提供了全面的破损情况信息，并且还包括对相关介质泄漏数据进行采集，为介质泄漏问题的分析提供了丰富的数据支持；

相关介质泄漏数据包括密封面平整度、密封面残缺比例Mfbz、泄漏位置、泄漏的时间、温度差值Wcz以及管道振动强度Zdqd；

所述第二采集单元用于针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的实时监测与记录，其中相关卡滞程度数据包括启闭时间、噪音值Zyz、操作力Czlz以及力矩LJZ；第二采集单元提供了对阀门启闭过程中性能的详细了解；

上述的启闭时间指的是记录截止阀从完全关闭到完全打开或相反的所需时间。

本实施例中，该系统在实现对阀门状态的全面监测和预警的同时，还提供了丰富的数据支持，为后续的故障维修分析和评估管理提供了可靠的依据，间接提升了工业阀门的运行效率和安全性。

实施例3

请参照图1，具体的：经过无量纲处理后，所述受阻影响系数Szxs通过以下公式获取：

式中，Zyz表示为噪音值，Czlz表示为操作力，LJZ表示为力矩，a₁和a₂均表示为预设比例系数，其中，0.21≤a₁≤0.25，0.33≤a₂≤0.75，且0.55≤a₁+a₂≤1.0，C表示为第二修正常数。

上述的噪音值Zyz通过声音传感器进行采集获取；

操作力Czlz指的是检测阀门的开启或者关闭所需的操作力，以评估阀门的运动是否正常，是否存在卡滞或受阻的情况，并通过力传感器进行采集获取；

力矩LJZ指的是阀门旋转部件的扭矩，并通过力矩传感器进行测量获取；

预先设置受阻阈值F，并将所述受阻阈值F与所述受阻影响系数Szxs进行对比分析，以判定当前工业的截止阀是否需要采取维修作业：

若所述受阻影响系数Szxs大于或等于所述受阻阈值F时，即Szxs≥F时，表示为当前工业的截止阀需要采取维修作业，提高了对潜在问题的及时响应；

若所述受阻影响系数Szxs小于所述受阻阈值F时，即Szxs＜F时，表示为当前工业的截止阀无需采取维修作业。

本实施例中，通过对受阻影响系数Szxs的计算，综合操作力Czlz、力矩LJZ和噪音值Zyz等参数的分析，进一步提高了数据的可比性和分析的准确性。同时，采用数值化的受阻影响系数Szxs与设定的阈值F进行比较，减少了维修决策的主观性，使得对阀门维护的判断更加客观和科学。

实施例4

请参照图1，具体的：经过无量纲处理后，所述部件磨损状态因子Msyz通过以下公式获取：

式中，Bjsl表示为部件数量，Kgpl表示为开关频率，Jyz表示为介质压力，Gzzq表示为工作周期，Wxcs表示为部件维修次数，b、k、j、g和x分别表示为部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq和部件维修次数Wxcs的预设比例系数，其中0.12≤b≤0.18，0.16≤k≤0.32，0.20≤j≤0.28，0.05≤g≤0.11，0.07≤x≤0.11，且0.65≤b+k+j+g+x≤1.0。

上述的部件数量Bjsl指的是截止阀中破损部件的数量，并通过计数传感器进行监测获取；

开关频率Kgpl通过使用开关传感器或者计数器进行监测获取，可以记录阀门的开启和关闭次数；

介质压力Jyz通过压力传感器来测量介质的压力值；

工作周期Gzzq通过时间计数器或者时间测量仪器来监测获取；

部件维修次数Wxcs通过财务部的维修记录来追踪和记录部件的维修状况；

经过无量纲处理后，所述介质外泄系数Wjxs通过以下公式获取：

式中，Mfbz表示为密封面残缺比例，Wcz表示为温度差值，Zdqd表示为管道振动强度，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为密封面残缺比例Mfbz、温度差值Wcz、管道振动强度Zdqd和部件磨损状态因子Msyz的预设比例系数，其中0.16≤F₁≤0.26，0.05≤F₂≤0.10，0.10≤F₃≤0.16，0.22≤F₄≤0.48，且0.55≤F₁+F₂+F₃+F₄≤1.0，R表示为第三修正常数。

上述的密封面残缺比例Mfbz通过密封表面测量仪器来监测与评估密封面的状况；

温度差值Wcz通过温度传感器进行采集获取；

管道振动强度Zdqd通过振动传感器或者加速度计测量管道的振动情况；

本实施例中，部件磨损状态因子Msyz的计算考虑了部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz以及工作周期Gzzq等多个因素，多面考虑了截止阀在运行中部件磨损的各方面情况，为维护决策提供了多元化的信息。介质外泄系数Wjxs的计算将结合了部件磨损状态因子Msyz，多角度考虑了截止阀的密封性能、温度影响以及振动情况等多因素，为介质外泄问题的分析提供了丰富的数据支持。通过综合考虑部件磨损状态和介质外泄两方面因素，计算得到的综合指标更具全面性，为对截止阀故障的准确评估提供了更多的信息。

实施例5

请参照图1，具体的：将所述故障评估指数Gzzs与所述评估阈值Q进行对比分析，获取等级监测评估结果，所述等级监测评估结果具体内容如下：

若所述故障评估指数Gzzs高于所述评估阈值Q时，即Gzzs＞Q时，生成第一评估结果，表示为此时截止阀处于异常状态；

若所述故障评估指数Gzzs等于所述评估阈值Q时，即Gzzs＝Q时，生成第二评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态，但需提醒后台管理平台；

若所述故障评估指数Gzzs低于所述评估阈值Q时，即Gzzs＜Q时，生成第三评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态。

所述远程通信模块包括第二预警单元和实时监控单元；

所述第二预警单元用于依据第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果，采取相应的处理方案，处理方案包括如下具体内容：

若生成第一评估结果，此时将发送红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业；

若生成第二评估结果，此时将发送黄色预警通知，通知后台管理平台在固定期限内，对截止阀完成检查或维修作业；

若生成第三评估结果，此时将发送绿色预警通知，无需采取额外的作业，继续保持观测等级监测评估结果；

所述实时监测单元用于后台管理平台实时监测到所述位置监测模块、所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述故障维修分析模块以及所述评估管理模块中获取与分析出来的结果，以便后台管理平台及时采取相应的作业。

本实施例中，通过将故障评估指数Gzzs与预先设置的评估阈值Q进行对比，实现对截止阀状态的智能等级监测，根据监测结果，系统生成不同的评估结果，从而对截止阀的状态进行详细判定。通过第二预警单元，系统能够根据不同的评估结果生成相应的预警通知，并采取相应的处理方案。通过实时监测单元，后台管理平台能够及时获取到位置监测模块、数据采集模块、数据处理模块、故障维修分析模块和评估管理模块中获取的结果，减少人工监测和判定的成本，进一步提高了整体监测效率。总之，该系统通过智能化的故障等级判定和及时的预警处理，提高了阀门的管理效率和维护成本的控制。

实施例6

请参照图1和图2，具体的：一种工业阀门故障远程监测预警方法，包括以下步骤，

步骤一、首先通过位置监测模块在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，观测是否处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

步骤二、其次通过数据采集模块将实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集；

步骤三、此外通过数据处理模块将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位；

步骤四、然后通过故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs；

步骤五、接着通过评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

步骤六、最后通过远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案。

示例：一个某某工业，该工业引入了一种工业阀门故障远程监测预警方法及系统，以下是为某某工业的示例：

数据采集：噪音值Zyz为12；操作力Czlz为26；力矩LJZ为15；a₁为0.22；a₂为0.50；C为0.28；部件数量Bjsl为8；开关频率Kgpl为48％；介质压力Jyz为223；工作周期Gzzq为26；部件维修次数Wxcs为3；b为0.13；k为0.20；j为0.22；g为0.06；x为0.08；密封面残缺比例Mfbz为0.15；温度差值Wcz为7；管道振动强度Zdqd为68％；F₁为0.17；F₂为0.07；F₃为0.12；F₄为0.25；R为0.16；位置偏离值Wpz为0；α₁为0.23；α₂为0.30；α₃为0.10；P为0.19；

通过以上数据，可以进行以下计算：

受阻影响系数

若受阻阈值F为150，则受阻影响系数Szxs大于受阻阈值F，表示为当前工业的截止阀需要采取维修作业；

部件磨损状态因子

介质外泄系数

故障评估指数

若评估阈值Q为6，则故障评估指数Gzzs高于评估阈值Q，生成第一评估结果，表示为此时截止阀处于异常状态，此时将发送红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：包括位置监测模块、数据采集模块、数据处理模块、故障维修分析模块、评估管理模块以及远程通信模块；

所述位置监测模块用于在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，当截止阀工作状态时，则指针处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

所述数据采集模块用于实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，建立第一数据组，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集，建立第二数据组，并将所述相关卡滞程度数据传输至所述第二数据组；

所述数据处理模块用于将所述第一数据组和所述第二数据组均传输至故障数据集内，并将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位；

所述故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并将所述部件维修次数Wxcs与所述介质压力Jyz相关联，获取部件磨损状态因子Msyz，通过将所述部件磨损状态因子Msyz与所述密封面残缺比例Mfbz相关联，获取介质外泄系数Wjxs，通过将所述操作力Czlz与所述力矩LJZ相关联，获取受阻影响系数Szxs，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs；

所述评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

所述远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案。

2.根据权利要求1所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：所述位置监测模块包括位置单元和第一预警单元；

所述位置单元用于利用位置指示器实时监测截止阀的工作状态，以及是否出现位置异常状态；

所述第一预警单元用于监测位置指示器处于中间位置时，系统发出红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业；

其中，中间位置指的是在指针表盘范围内除开启位置和关闭位置以外的范围。

3.根据权利要求1所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：所述数据采集模块包括传感器单元、第一采集单元和第二采集单元；

所述传感器单元用于在工业的截止阀四周安装若干组传感器，其中包括压力传感器、温度传感器、声音传感器、力矩传感器、计数传感器以及振动传感器；

所述第一采集单元用于实时监测与记录所述第一数据组，所述第一数据组包括相关破损情况数据和相关介质泄漏数据，并且相关破损情况数据包括部件更换次数、破损的部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq以及部件维修次数Wxcs；

相关介质泄漏数据包括密封面平整度、密封面残缺比例Mfbz、泄漏位置、泄漏的时间、温度差值Wcz以及管道振动强度Zdqd；

所述第二采集单元用于针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的实时监测与记录，其中相关卡滞程度数据包括启闭时间、噪音值Zyz、操作力Czlz以及力矩LJZ。

4.根据权利要求3所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：经过无量纲处理后，所述受阻影响系数Szxs通过以下公式获取：

式中，Zyz表示为噪音值，Czlz表示为操作力，LJZ表示为力矩，a₁和a₂均表示为预设比例系数，其中，0.21≤a₁≤0.25，0.33≤a₂≤0.75，且0.55≤a₁+a₂≤1.0，C表示为第二修正常数。

5.根据权利要求4所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：预先设置受阻阈值F，并将所述受阻阈值F与所述受阻影响系数Szxs进行对比分析，以判定当前工业的截止阀是否需要采取维修作业：

若所述受阻影响系数Szxs大于或等于所述受阻阈值F时，即Szxs≥F时，表示为当前工业的截止阀需要采取维修作业；

若所述受阻影响系数Szxs小于所述受阻阈值F时，即Szxs＜F时，表示为当前工业的截止阀无需采取维修作业。

6.根据权利要求3所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：经过无量纲处理后，所述部件磨损状态因子Msyz通过以下公式获取：

式中，Bjsl表示为部件数量，Kgpl表示为开关频率，Jyz表示为介质压力，Gzzq表示为工作周期，Wxcs表示为部件维修次数，b、k、j、g和x分别表示为部件数量Bjsl、开关频率Kgpl、介质压力Jyz、工作周期Gzzq和部件维修次数Wxcs的预设比例系数，其中0.12≤b≤0.18，0.16≤k≤0.32，0.20≤j≤0.28，0.05≤g≤0.11，0.07≤x≤0.11，且0.65≤b+k+j+g+x≤1.0。

7.根据权利要求6所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：经过无量纲处理后，所述介质外泄系数Wjxs通过以下公式获取：

式中，Mfbz表示为密封面残缺比例，Wcz表示为温度差值，Zdqd表示为管道振动强度，F₁、F₂、F₃和F₄分别表示为密封面残缺比例Mfbz、温度差值Wcz、管道振动强度Zdqd和部件磨损状态因子Msyz的预设比例系数，其中0.16≤F₁≤0.26，0.05≤F₂≤0.10，0.10≤F₃≤0.16，0.22≤F₄≤0.48，且0.55≤F₁+F₂+F₃+F₄≤1.0，R表示为第三修正常数。

8.根据权利要求1所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：经过无量纲处理后，所述故障评估指数Gzzs通过以下公式获取：

式中，Wpz表示为位置偏离值，α₁、α₂和α₃分别表示为介质外泄系数Wjxs、受阻影响系数Szxs和位置偏离值Wpz的预设比例系数，P表示为第一修正常数；

将所述故障评估指数Gzzs与所述评估阈值Q进行对比分析，获取等级监测评估结果，所述等级监测评估结果具体内容如下：

若所述故障评估指数Gzzs高于所述评估阈值Q时，即Gzzs＞Q时，生成第一评估结果，表示为此时截止阀处于异常状态；

若所述故障评估指数Gzzs等于所述评估阈值Q时，即Gzzs＝Q时，生成第二评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态，但需提醒后台管理平台；

若所述故障评估指数Gzzs低于所述评估阈值Q时，即Gzzs＜Q时，生成第三评估结果，表示为此时截止阀处于非异常状态。

9.根据权利要求8所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：所述远程通信模块包括第二预警单元和实时监控单元；

所述第二预警单元用于依据第一评估结果、第二评估结果和第三评估结果，采取相应的处理方案，处理方案包括如下具体内容：

若生成第一评估结果，此时将发送红色预警通知，通知后台管理平台立即前往截止阀处进行维修或更换作业；

若生成第二评估结果，此时将发送黄色预警通知，通知后台管理平台在固定期限内，对截止阀完成检查或维修作业；

若生成第三评估结果，此时将发送绿色预警通知，无需采取额外的作业，继续保持观测等级监测评估结果；

所述实时监测单元用于后台管理平台实时监测到所述位置监测模块、所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述故障维修分析模块以及所述评估管理模块中获取与分析出来的结果，以便后台管理平台及时采取相应的作业。

10.一种工业阀门故障远程监测预警方法，包括上述任一一项权利要求1-9所述的一种工业阀门故障远程监测预警系统，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一、首先通过位置监测模块在工业的截止阀上配备位置指示器，以显示截止阀的工作状态，观测是否处于开启或关闭位置，当指针处于中间位置时，发出预警通知；

步骤二、其次通过数据采集模块将实时采集与记录截止阀各个部件的相关破损情况数据，并在位置指示器上的指针处于关闭位置时，监测截止阀相关介质泄漏数据，针对截止阀处于开关过程中，进行相关卡滞程度数据的采集；

步骤三、此外通过数据处理模块将所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据均进行数据预处理，并进行校准作业，识别与处理其内的缺失值，利用无量纲处理技术，统一单位；

步骤四、然后通过故障维修分析模块用于将预处理后的所述相关破损情况数据、所述相关介质泄漏数据以及相关卡滞程度数据进行特征提取，以获取部件维修次数Wxcs、介质压力Jyz、密封面残缺比例Mfbz、操作力Czlz以及力矩LJZ，并经机器学习计算，拟合获取故障评估指数Gzzs；

步骤五、接着通过评估管理模块用于预先设置评估阈值Q，并将其与所述故障评估指数Gzzs进行对比分析，以获取等级监测评估结果；

步骤六、最后通过远程通信模块用于将所述等级监测评估结果实时传输至后台管理平台，进行实时远程监控，并依据相应的所述等级监测评估结果分析相应的处理方案。