CN201561863U - 一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是涉及设备故障诊断与机电测控技术，特别是涉及一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置。系列点检传感器、信号变送器、ADC转换器与CPU质量保障算法模块的一个输入端依次连接，实时在线采样传感器、多路开关、转换模块与CPU质量保障算法模块的另一个输入端依次连接，驱动电路、控制模块分别与CPU质量保障算法模块连接，CPU质量保障算法模块的输出端与总线连接，并按照预先设定的核心算法进行数据质量预处理判断，对符合数据质量规格的信息再转入故障诊断处理系统，对不符合规范的数据发出改进测量系统的提示，实现数据可靠性判断功能。它解决了数据变异源识别问题，增强了数据采集系统的抗干扰能力。
Description
技术领域
本实用新型是涉及设备故障诊断与机电测控技术，特别是涉及一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置。
背景技术
在有色矿山、冶金生产设备故障监测与诊断技术发展至今，虽然各种系统技术本身取得重大进展，但是据查新调研分析，设备监测与诊断领域，达到预期效果的却为数不多，耗费巨资的项目最终忽视了一个极其重要的基础问题——设备故障诊断数据质量。数据质量已成设备故障监测与诊断技术项目成功实施的关键。设备故障诊断数据是设备运行状态的信息表达形式，是一切监测诊断技术的基础与核心，其质量的高低对设备监测诊断系统有着至关重要的影响。复杂矿冶设备群运行状态数据在产生、传输和使用环节中，不可避免地受到众多干扰因素的影响，不同程度的包含着各种与设备状态无关的干扰信息，影响着对设备异常状态或故障状态的实时判断，导致错误的监测结论，甚至造成严重的后果。一旦错误的数据进入系统，再想把它修正过来，代价十分巨大。据统计，修正错误数据的成本是阻止错误数据发生的成本的10倍。在设备监测与诊断技术应用驱动下，解决数据接口、数据采集、数据稳定的数据质量问题也成为设备故障监测与诊断技术的又一个热点。
传统方法是被测对象经人、机、料、法、环等因素组成的测量系统进行数据采集后，直接进入故障诊断模块，经过对故障诊断数据采用直接去噪的方法滤掉部分异常信号，没有专用的数据质量保障装置，这种传统方法会产生两个缺陷，其一是可能造成重要过程信息的丢失或失真，造成故障诊断的漏报或虚警的重大后果；其二是没有通过对测量系统的稳定性、再现性、偏倚、稳定性、线性进行五性分析来发现并改善测量系统的不足，从而不能从根本上解决故障诊断数据质量。而本设计就是针对上述两个缺陷来进行改进的，可以有效提高矿冶领域恶劣环境下的故障诊断的可靠性。
发明内容
本实用新型的目的在于建立一套完整的复杂矿冶设备群运行状态数据质量保障与控制系统装置，通过技术手段和管理手段将数据质量控制在数据采集阶段，通过重复性、再现性和流程控制来保证数据的准确、真实，提高复杂矿冶设备群监测与诊断系统的可靠性，防止“伪数据”进入复杂环境设备群故障监测与诊断系统而给企业造成重大损失。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的，一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置，包括：系列点检传感器、信号变送器、ADC转换器、实时在线采样传感器、多路开关、转换模块、CPU质量保障算法模块、驱动电路、控制模块、显示器、WDT、EPROM、RS232通讯口，系列点检传感器、信号变送器、ADC转换器与CPU质量保障算法模块的一个输入端依次连接，实时在线采样传感器、多路开关、转换模块与CPU质量保障算法模块的另一个输入端依次连接，驱动电路、控制模块分别与CPU质量保障算法模块连接，CPU质量保障算法模块的输出端与总线连接，显示器、WDT、EPROM、RS232通讯口分别与总路线连接。
本实用新型的优点在于：不但解决了数据变异源识别问题，而且增强了数据采集系统的抗干扰能力，为诊断数据质量全面保护和实现准确故障诊断奠定了基础。该装置能够对温度、压力、流量、液位、振动、转速、电压、电源、功率等类型的诊断数据质量实现全面评估和全面保障，可有效的预防各种干扰因素对数据质量与可靠性的损害。适用于有色矿山、冶金以及复杂生产环境下的大型设备群的故障诊断。
附图说明
图1是本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
现在结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置位于诊断数据测量系统与故障诊断处理系统之间，被测对象经人、机、料、法、环等因素组成的测量系统进行数据采集后，不是直接进入故障诊断模块，而是先经过矿冶设备故障诊断的数据质量系统保障装置对采集的故障诊断数据进行一系列预先设定的核心算法验证合格后再进入故障诊断模块，若不满足要求则保障装置将进一步分析识别被测对象和测量系统之间的主要变差来源，并针对关键变差源进行改进后再进行数据采集。
参照图1，一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置，其包括：系列点检传感器1、信号变送器2、ADC转换器3、实时在线采样传感器4、多路开关5、转换模块6、CPU质量保障算法模块7、驱动电路8、控制模块9、显示器10、WDT 12、EPROM 11、RS232通讯口13，系列点检传感器1、信号变送器2、ADC转换器3与CPU质量保障算法模块7的一个输入端依次连接，实时在线采样传感器4、多路开关5、转换模块6与CPU质量保障算法模块7的另一个输入端依次连接，驱动电路8、控制模块9分别与CPU质量保障算法模块7连接，CPU质量保障算法模块7的输出端与总线连接，显示器10、WDT 12、EPROM 11、RS232通讯口13分别与总路线连接。
系列点检传感器1和实时在线采样传感器2是为了实现矿冶设备状态参数的实时监测，主要用于采集过程状态数据，；WDT 12芯片是为了控制过程中的安全性和装置的可靠性，集成了一个普通看门狗定时器，防止质量保障程序跑飞；装置电路中自带的512字节EPROM 11芯片可以存入关键实时数据；驱动电路8和控制模块9是为了实现装置的运行及控制功能；RS232通讯口13是为了和上位机或具有标准的设备进行数据和信号的互相传输；显示器10用于适时操控。工作原理是：矿冶设备状态参数通过系列点检传感器1、实时在线采样传感器2或外部接口如RS232通讯口13进行采集，然后经信号变送器2、ADC转换器3传输到CPU质量保障算法处理模块7按照预先设定的的核心算法进行数据质量预处理判断，对符合数据质量规格的信息再转入故障诊断处理系统，对不符合规范的数据发出改进测量系统的提示，从而实现质量数据是否可靠的判断功能。
本实用新型中的系列点检传感器1可以采集故障诊断数据对象作为故障样本，经检测变成不同的电信号输送给数据质量保障装置中的信号变换器2，由衰减放大器ICL7650构成的信号变换器2可将由系列点检传感器1检出不同电平的直流电信号变换为标准电平模拟信号后，再输出到TLC2543ADC转换器3，ADC转换器3再对测量电压信号进行预处理，并将该标准电平模拟信号变换为数字信号输送到微处理器89C51CPU质量保障算法模块7构成的单片机中，由CPU质量保障算法模块7执行预先设定的核心算法，对故障数据取样信号进行数据质量的判定，只有满足判定准则的数据才可以进入故障诊断模块，否则转为进一步分析测量系统变异源并找出显著变异因素加以改善后再重新采样。通过上述实施方法本装置就可以充分保障故障诊断数据在使用前的质量。
本实用新型对矿冶设备故障诊断数据质量把关具有稳定、健壮可靠、准确、可长时间工作、质量数据判定准确，无虚报、漏报，系统解决了有色矿山领域设备故障诊断技术先进但因数据质量偏低从而达不到预期效果的难题，且装置成本较低、人机界面友好，操作简便、直观、颇受矿冶设备故障诊断领域欢迎。
Claims (1)
1.一种矿冶设备故障诊断数据质量保障装置，其特征是，包括：系列点检传感器[1]、信号变送器[2]、ADC转换器[3]、实时在线采样传感器[4]、多路开关[5]、转换模块[6]、CPU质量保障算法模块[7]、驱动电路[8]、控制模块[9]、显示器[10]、WDT[12]、EPROM[11]、RS232通讯口[13]，系列点检传感器[1]、信号变送器[2]、ADC转换器[3]与CPU质量保障算法模块[7]的一个输入端依次连接，实时在线采样传感器[4]、多路开关[5]、转换模块[6]与CPU质量保障算法模块[7]的另一个输入端依次连接，驱动电路[8]、控制模块[9]分别与CPU质量保障算法模块[7]连接，CPU质量保障算法模块[7]的输出端与总线连接，显示器[10]、WDT[12]、EPROM[11]、RS232通讯口[13]分别与总路线连接。
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| CN102072829A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-05-25 | 同济大学 | 一种面向钢铁连铸设备的故障预测方法及装置 |
| CN104280253A (zh) * | 2013-07-08 | 2015-01-14 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种基于免疫检测器的故障诊断方法及系统 |
| CN115941435A (zh) * | 2022-09-22 | 2023-04-07 | 广西电网有限责任公司 | 一种用电信息采集系统中异常信息的智能诊断系统及方法 |
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