CN202886956U - 基于相似性原理的发电设备性能监测系统 - Google Patents

基于相似性原理的发电设备性能监测系统 Download PDF

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李仙列
施浩勋
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Abstract

本实用新型涉及一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：集团PI数据库服务器通过集团侧核心交换机一利用专线与发电企业安全III区的核心交换机二进行通信连接，发电企业安全III区SIS数据库镜像服务器通过安全III区的核心交换机二与安全II区核心交换机三、SIS数据库服务器进行通信连接，安全II区SIS数据库服务器通过安全II区核心交换机三与安全I区核心交换机四、DCS接口机进行通信连接，DCS接口机通过OPC客户端与电厂DCS系统进行通信连接，DCS系统通过数据接线与发电企业各设备所有传感器连接，该系统能够自动分析所有相关的传感器数据，包括过程数据、状态监测数据和电气数据，实现实现对复杂系统大量数据的处理。

Description

基于相似性原理的发电设备性能监测系统
技术领域
本实用新型涉及相似性原理建模技术和远程设备状态监测技术，尤其是发电企业的设备管理系统。
背景技术
在发电厂每年的运营成本当中，设备检修成本所占比例很大。设备故障每年给世界各地的电厂造成的损失是巨大的。目前工业企业大量采用预防维护理念，不管设备是否发生故障，都对其进行定期检修。如检修间隔长，有可能在两次检修之间设备发生故障。如检修间隔短又造成过剩维修，减少生产时间，降低产品利润。
由于很多发电企业都具备了以太网、状态监测系统和实时数据库，工程师现在可以看到关于电厂设备的海量数据。但是大量来自传感器的数据往往已经把工程师们淹没了。为此，通过配备专业软件系统，对海量数据进行挖掘和分析，及早发现设备异常，从而优化检修，提高经济效益。国内已有一些单位研制开发了“设备性能监测系统”。主要的方式有包括物理模型、专家系统、对关键信号进行趋向分析的统计方法等。目前对于设备故障监测技术有如下不足：
1.采用物理模型的由于随着系统设备的老化，其工作状态的不确定性会对所监测设备状态判断产生误差，从而失去有效监测；
2.采用专家系统无法有效应用于发电厂这类信号量大的复杂系统；
3. 采用对关键信号进行趋向分析的方法同样也无法应付信号量大的复杂系统，而且由于采用片面的趋向性分析，有可能因忽视对系统或设备的宏观考量而造成对整个系统工作状态的错误判断。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够处理大量数据，给予设备或者系统全面考虑的设备性能监测系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：集团PI数据库服务器通过集团侧核心交换机一利用专线与发电企业安全III区的核心交换机二进行通信连接，发电企业安全III区SIS数据库镜像服务器通过安全III区的核心交换机二与安全II区核心交换机三、SIS数据库服务器进行通信连接，安全II区SIS数据库服务器通过安全II区核心交换机三与安全I区核心交换机四、DCS接口机进行通信连接，DCS接口机通过OPC客户端与电厂DCS系统进行通信连接，DCS系统通过数据接线与发电企业各设备所有传感器连接，实现对所有运行数据的存储和处理，从而实现对发电企业设备运行实时状态的监测和预警。
所述安全III区核心交换机二与安全II区核心交换机三之间设有单向物理隔离装置避免外部访问。
用于诊断管理计算服务器通过由集团侧核心交换机一形成的以太网与集团侧PI数据库服务器实现通信连接，读取各设备实时运行数据，进行分析计算，然后将计算结果和监测预警信息发送给诊断管理信息WEB服务器。
诊断管理信息WEB服务器通过由集团侧核心交换机一形成的以太网与诊断管理计算服务器通信将计算结果和监测预警信息发布在WEB上。
系统维护服务器通过核心交换机一与诊断管理计算服务器、诊断管理信息WEB服务器进行通讯连接，实现对服务器的维护。
本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
1.该系统能够自动分析所有相关的传感器数据，包括过程数据、状态监测数据和电气数据，实现实现对复杂系统大量数据的处理
2. 该系统能够通过采集到的实时数据自动调整模型，使其能够实现不会由于设备工作状态的不确定性而出现判断误差，可探测出系统中设备的微小运行状态偏离并实施报警；
3. 该系统能够采集的某一设备或者的所有可以使用的数据，从而能够实现对设备或者系统进行全面的考量，避免由于部分片面性的分析结果造成的误报警，从而提高设备性能监测的可靠性；
4. 可以在发电集团成立诊断中心，实现对发电集团下属所有电厂设备的性能监测。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理图
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1，一种发电设备性能监测系统，集团PI数据库服务器通过集团侧核心交换机一利用专线与发电企业安全III区的核心交换机二进行通信连接，从而完成了从电厂现场设备到集团侧PI数据库的数据传输。发电企业安全III区SIS数据库镜像服务器通过安全III区的核心交换机二与安全II区核心交换机三、SIS数据库服务器进行通信连接，安全II区SIS数据库服务器通过安全II区核心交换机三与安全I区核心交换机四、DCS接口机进行通信连接，DCS接口机通过OPC客户端与电厂DCS系统进行通信连接，电厂DCS系统通过数据接线与发电企业各设备所有传感器连接，DCS系统采集各设备运行数据并存储，实现对所有运行数据的存储和处理，DCS接口机通过OPC客户端读取DCS系统存储的数据，从而实现对发电企业设备运行实时状态的监测和预警。安全III区核心交换机二与安全II区核心交换机三之间还设有单向物理隔离装置避免外部访问。
分散型控制系统简称DCS系统，由分散的底层控制站和数据采集站实现就地采集数据，通过接线与DCS系统进行通信，实现对各设备的实时运行参数的存储和控制。
厂级生产信息监控系统简称SIS，该系统采用具有无损压缩和海量数据处理能力的实时数据库与服务器等相关设备形成强大的实时数据存储能力。SIS实时数据库服务器通过安全II区核心交换机和安全I区核心交换机与DCS接口机实现通信连接，使用DCS接口机中的OPC客户端实现与DCS系统的通信，获得DCS系统中的所有设备实时运行参数，从而实现将数据存入SIS实时数据库。
SIS数据库镜像服务器通过安全III区的核心交换机和安全II区核心交换机实现与SIS数据库服务器通信，并利用安装在SIS数据库镜像服务器和SIS数据库服务器内能够实现穿透隔离器的数据传输软件实现这两个数据库服务器中的数据同步存储。
集团侧PI数据库通过核心交换机、专线、安全III区核心交换机实现与SIS数据库镜像服务器通讯，获得SIS数据库镜像服务器内数据。
诊断管理计算服务器通过由集团侧核心交换机形成的以太网与集团侧PI数据库服务器实现通信连接，读取电厂各设备实时运行数据，进行分析计算，然后将计算结果和监测预警信息发送给诊断管理信息WEB服务器。通过对实时数据和依据历史数据通过相似性原理建立的模型给出的估计值比较得出偏差值，确定设备运行是否正常，并与已知的故障类型进行匹配，最后确定确实为异常情况后，发出报警信号。
诊断管理信息WEB服务器通过由集团侧核心交换机形成的以太网与诊断管理计算服务器通信，获得计算结果和报警信号，通过软件将计算结果和监测预警信息发布在WEB上。
集团相关部门用户和诊断专家可以通过由集团侧核心交换机形成的以太网实现WEB登录获得计算结果和报警信号。电厂用户可以在安全III区核心交换机形成的以太网内实现WEB登录获得计算结果和报警信号。分析人员、诊断专家和现场人员进行联合诊断，评估风险和选项，决定行动计划，完成对设备报警的处理。
系统维护服务器通过由集团侧核心交换机形成的以太网与诊断管理计算服务器、诊断管理信息WEB服务器进行通讯连接，实现对服务器的维护。
基于相似性原理的发电设备性能监测系统能够实现对电力企业主要设备的故障预警有以下几类：
Ø 汽机：轴承损坏、润滑异常、密封失效、性能下降等；
Ø 发电机：轴承损坏、过热、效率损失等；
Ø 变压器：过热、绝缘异常；
Ø 凝汽器：污垢、汽侧、水侧泄漏；
Ø 换热设备：管道泄漏、结垢、性能降低等；
Ø 汽水品质：品质劣化；
Ø 风机：轴承损坏、振动、失速、性能异常等；
Ø 磨煤机：密封失效、轴承损坏等；
Ø 给水泵：密封失效、轴承损坏、振动、性能异常等；
Ø 炉水循环泵：密封失效、轴承损坏、振动、性能异常等；
Ø 空预器：轴承损坏、性能异常；
Ø 电动机：轴承损坏、振动、过热；
Ø 循环水泵：振动、过热、性能异常。

Claims (5)

1. 一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：集团PI数据库服务器通过集团侧核心交换机一利用专线与发电企业安全III区的核心交换机二进行通信连接，发电企业安全III区SIS数据库镜像服务器通过安全III区的核心交换机二与安全II区核心交换机三、SIS数据库服务器进行通信连接，安全II区SIS数据库服务器通过安全II区核心交换机三与安全I区核心交换机四、DCS接口机进行通信连接，DCS接口机通过OPC客户端与电厂DCS系统进行通信连接，DCS系统通过数据接线与发电企业各设备所有传感器连接，实现对所有运行数据的存储和处理，从而实现对发电企业设备运行实时状态的监测和预警。
2.如权利要求1所述的一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：所述安全III区核心交换机二与安全II区核心交换机三之间设有单向物理隔离装置避免外部访问。
3.如权利要求1所述的一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：诊断管理计算服务器通过由集团侧核心交换机一形成的以太网与集团侧PI数据库服务器实现通信连接，读取各设备实时运行数据，进行分析计算，然后将计算结果和监测预警信息发送给诊断管理信息WEB服务器。
4.如权利要求3所述的一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：诊断管理信息WEB服务器通过由集团侧核心交换机一形成的以太网与诊断管理计算服务器通信将计算结果和监测预警信息发布在WEB上。
5.如权利要求4所述的一种基于相似性原理的发电设备性能监测系统，其特征在于：系统维护服务器通过核心交换机一与诊断管理计算服务器、诊断管理信息WEB服务器进行通讯连接，实现对服务器的维护。
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