CN204591656U - 基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统，有助于提高机泵设备的可靠性和利用率。所述系统包括：普通加速度传感器、三轴振动加速度传感器、第一机泵设备、第二机泵设备、数据采集模块、数据汇聚模块、工控机、中心服务器及远程预警中心；所述数据采集模块，用于采集所述第一机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息上传至所述中心服务器；所述数据汇聚模块，用于采集所述二机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息通过所述工控机上传至所述中心服务器；所述中心服务器，用于向所述远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果。本实用新型适用于网络通信技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络通讯技术领域，特别是指一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统。
背景技术
近年来，随着经济连续高速增长，厂级监控信息系统也正在中国的火电厂迅速普及，火电厂中的机泵设备的性能管理包括参数级、设备级和系统级的设备在线监测与性能诊断，机泵设备包括大型风机、小型风机及泵，其中，大型风机包括：引风机、送风机、一次风机，脱硫增压风机等；小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机、轴抽风机等；泵包括：循环水泵、凝结水泵、给水泵等，风机和泵在火电厂安全稳定运行中起到非常重要的作用，随着机泵设备运行时间和运行环境的改变，机泵设备的动态性能也在随时发生变化，准确了解当前所有机泵设备的运行状态和实际性能也是实现机泵设备故障预警的基础，通过故障预警可以对设备的潜在故障进行预警，使得火电厂的维护人员能够及时地对可能发生的故障进行检修。
现有技术中，不少火电厂都已经开始重视起对机泵设备状态的监测，引入多种状态监测与诊断技术，如离线的振动检测、油液分析等技术，在实际应用中这些技术或工具往往都是应用于事后分析中，因为这些技术无法做到预估、预判哪些设备存在异常需要进行检修，只能按照全年的生产计划安排检修计划，计划检修的模式可以有效的降低设备的非计划停机时间，但也存在着不能完全避免非计划停机事故的发生以及存在资源浪费等缺点，这样，只能在机泵设备出现故障后进行维修，导致机泵设备的可靠性和利用率低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统，以解决现有技术所存在的只有机泵设备出现故障后才进行维修，机泵设备的可靠性和利用率低的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统，包括：普通加速度传感器、三轴振动加速度传感器、第一机泵设备、第二机泵设备、数据采集模块、数据汇聚模块、工控机、中心服务器及远程预警中心；
所述数据采集模块，用于通过所述普通加速度传感器采集所述第一机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息上传至所述中心服务器；
所述数据汇聚模块，用于通过所述三轴振动加速度传感器采集所述二机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息通过所述工控机上传至所述中心服务器；
所述中心服务器，用于将接收到的振动信息与由历史振动信息建立的设备仿真模型进行比较，诊断机泵设备性能，并向所述远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果；
所述远程预警中心，用于根据机泵设备性能诊断结果，对机泵设备进行故障预警。
可选地，所述第一机泵设备及第二机泵设备分别包括：大型风机、小型风机及泵；其中，所述大型风机包括：引风机、送风机、一次风机及脱硫增压风机；所述小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机及轴抽风机；所述泵包括：循环水泵、凝结水泵及给水泵。
可选地，所述普通加速度传感器安装在所述第一机泵设备的轴承座，用于测量所述第一机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息；
所述三轴振动加速度传感器安装在所述第二机泵设备的轴承座，用于测量所述第二机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息。
可选地，所述中心服务器通过厂内局域网连接因特网或广域网，并通过所述因特网或广域网向所述远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果。
可选地，所述中心服务器包括网络防火墙，所述网络防火墙用于限制局域网外的终端访问所述中心服务器。
可选地，所述数据汇聚模块通过RS485总线将采集到的振动信息发送至所述工控机。
可选地，所述工控机通过光纤交换机或路由器将接收到的振动信息上传至所述中心服务器。
可选地，所述数据采集模块通过光纤交换机或路由器将采集到的振动信息上传至所述中心服务器。
可选地，所述系统还包括现场浏览站和厂内浏览站，所述中心服务器，还用于向所述现场浏览站和厂内浏览站发布机泵设备性能诊断结果。
本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，通过数据采集模块及数据汇聚模块将采集到的机泵设备旋转时的振动信息上传至中心服务器，由中心服务器将接收到的振动信息与由历史振动信息建立的设备仿真模型进行比较，诊断机泵设备性能，并向远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果。这样，由远程预警中心根据机泵设备的诊断结果，对机泵设备的潜在故障进行预警，从而便于主动制定设备检修计划，能够提高设备的可靠性和利用率，延长设备连续运转周期，避免过剩维修，降低维修成本，增加火电厂的利润和投资回报。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的火电厂机泵设备。
[主要元件符号说明]
1：第一机泵设备；
2：第二机泵设备；
3：普通加速度传感器；
4：三轴振动加速度传感器；
5：数据采集模块；
6：数据汇聚模块；
7：工控机；
8：中心服务器；
9：远程预警中心。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参看图1所示，本实用新型实施例提供的一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统包括：普通加速度传感器3、三轴振动加速度传感器4、第一机泵设备1、第二机泵设备2、数据采集模块5、数据汇聚模块6、工控机7、中心服务器8及远程预警中心9；
所述数据采集模块5，用于通过所述普通加速度传感器3采集所述第一机泵设备1旋转时的振动信息，并将采集到振动信息上传至所述中心服务器8；
所述数据汇聚模块6，用于通过所述三轴振动加速度传感器4采集所述第二机泵设备2旋转时的振动信息，并将采集到振动信息通过所述工控机7上传至所述中心服务器8；
所述中心服务器8，用于将接收到的振动信息与由历史振动信息建立的设备仿真模型进行比较，诊断机泵设备性能，并向所述远程预警中心9发布机泵设备性能诊断结果；
所述远程预警中心9，用于根据机泵设备性能诊断结果，对机泵设备进行故障预警。
本实用新型实施例所述的基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统，通过数据采集模块5及数据汇聚模块6将采集到的机泵设备旋转时的振动信息上传至中心服务器8，由中心服务器8将接收到的振动信息与由历史振动信息建立的设备仿真模型进行比较，诊断机泵设备性能，并向远程预警中心9发布机泵设备性能诊断结果。这样，由远程预警中心9根据机泵设备的诊断结果，对机泵设备的潜在故障进行预警，从而便于主动制定设备检修计划，能够提高设备的可靠性和利用率，延长设备连续运转周期，避免过剩维修，降低维修成本，增加火电厂的利润和投资回报。
本实用新型实施例中，所述第一机泵设备1可以是单一设备，也可以是多个设备；所述第二机泵设备2可以是单一设备，也可以是多个设备，所述第一机泵设备1和第二机泵设备2是被选取的重点监测的关键设备。本系统通过中心服务器8能够全天候地监测所有关键设备，具体的步骤为：由中心服务器8随时读取每一监测设备的实时数据，再由中心服务器8将读取的每一监测设备的实时振动信息和由历史振动信息建立的设备仿真模型比较二者的差异，诊断机泵设备性能，最后，由远程预警中心9根据机泵设备性能诊断结果判断每一监测设备是否存在潜在故障。
本实用新型实施例中，所述远程预警中心9能够以预警方式将可能会导致火电厂性能变差的存在潜在故障的设备信息通知给火电厂的维护人员，以便维护人员能够根据发布的预警信息实时了解存在潜在故障的设备的当前运行状态及其整体状态的变化趋势，从而能够为主动制定设备检修计划工作提供依据。这样，通过对关键设备的潜在故障进行检测，变非计划检修为计划检修，能过提高设备的可靠性和利用率，延长设备连续运转周期，避免过剩维修，降低维修成本。
本实用新型实施例中，当所述远程预警中心9确认某设备存在异常时，会发出报警信息，引导维护人员查看他们需要查看的设备，这使得火电厂维护人员只需重点关注异常设备的情况，实现有目的性的巡检，减少维护人员的工作负荷，使得工作效益最大化。
本实用新型实施例中，本系统还能够对存在异常的设备进行跟踪管理，记录该设备异常问题由发生到解决处理，直至验收各个环节的情况，积累对各类设备问题的原因及其处理方法的积累，进而建立设备专家知识库，从而提升设备管理水平。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述第一机泵设备及第二机泵设备分别包括：大型风机、小型风机及泵；其中，所述大型风机包括：引风机、送风机、一次风机及脱硫增压风机；所述小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机及轴抽风机；所述泵包括：循环水泵、凝结水泵及给水泵。
参看图2所示，本实用新型实施例提供的机泵设备包括：大型风机、小型风机及泵；其中，所述大型风机包括：引风机、送风机、一次风机及脱硫增压风机；所述小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机及轴抽风机；所述泵包括：循环水泵、凝结水泵及给水泵，即：所述第一机泵设备及第二机泵设备分别包括图2中所列出的设备，但是，所述机泵设备不局限于图2中列出的设备。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述普通加速度传感器安装在所述第一机泵设备的轴承座，用于测量所述第一机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息；
所述三轴振动加速度传感器安装在所述第二机泵设备的轴承座，用于测量所述第二机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息。
本实用新型实施例中，可以通过打孔、胶粘或者加磁座并打胶的方式将普通加速度传感器3安装在所述第一机泵设备1的轴承座，用于测量所述第一机泵设备1旋转时的径向振动信息和轴向振动信息；类似的，可以通过打孔、胶粘或者加磁座并打胶的方式将三轴振动加速度传感器4安装在所述第二机泵设备2的轴承座，用于测量所述第二机泵设备2旋转时振动的加速度、速度、位移的有效值、峰值及温度信息，其中，径向振动信息包括：水平方向振动信息及垂直方向振动信息。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述中心服务器8通过厂内局域网连接因特网或广域网，并通过所述因特网或广域网向所述远程预警中心9发布机泵设备性能诊断结果。
本实用新型实施例中，由于所述中心服务器8是通过厂内网关(或代理服务器、防火墙)上网的，本身不具备因特网或广域网的固定网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)，所述中心服务器8自身也不向外界开放任何端口，外部的任何计算机不可能访问到所述中心服务器8或通过所述中心服务器8访问厂内的任何一台计算机；并且，所述中心服务器8与外部网络的连接是唯一的，即只与远程预警中心9的中心服务器8的固定端口建立连接，与因特网或广域网上的其他计算机不发生数据交换；同时，所述中心服务器8与远程预警中心9之间的数据传递是单向的，即机泵设备的振动信息从中心服务器8定期向远程预警中心9传递，而远程预警中心9不向中心服务器8写入任何数据，因此，所述中心服务器8通过因特网或广域网向远程预警中心9数据库传送数据，不会影响到工厂内部的网络安全性以及数据保密性。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述中心服务器8包括网络防火墙，所述网络防火墙用于限制局域网外的终端访问所述中心服务器8。
本实用新型实施例中，通过网络防火墙限制局域网外的终端访问所述中心服务器8，能够提高工厂内部的网络安全性以及数据保密性。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述数据汇聚模块6通过RS485总线将采集到的振动信息发送至所述工控机7。
本实用新型实施例中，数据汇聚模块6用于对三轴振动加速度传感器4采集的第二机泵设备2的振动信息进行处理和传输，采用全隔离485通信接口，支持10/100M以太网电口。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述工控机7通过光纤交换机或路由器将接收到的振动信息上传至所述中心服务器8。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述数据采集模块5通过光纤交换机或路由器将采集到的振动信息上传至所述中心服务器8。
本实用新型实施例中，数据采集模块5可以为DGU2000，用于对普通加速度传感器3采集的第一机泵设备1的振动信息进行处理和传输，DGU2000是一个以微处理器为核心的智能化的数据采集系统，由多块分布式板卡等组成，最终将各种传感器的信号转换成模数转换器可以接受的信号，并将转换后的信号通过光缆连接光纤交换机或路由器，并通过所述光纤交换机或路由器将采集到的振动信息上传至所述中心服务器8。
在前述基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统的具体实施方式中，可选地，所述系统还包括现场浏览站和厂内浏览站，所述中心服务器8，还用于向所述现场浏览站和厂内浏览站发布机泵设备性能诊断结果。
本实用新型实施例中，通过向现场浏览站和厂内浏览站发布机泵设备性能诊断结果，便于现场及厂内的操作人员能够实时查看机泵设备的运行状态，提高了设备的可靠性和利用率。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于工业互联网的火电厂机泵设备故障预警与检修优化系统，其特征在于，包括：普通加速度传感器、三轴振动加速度传感器、第一机泵设备、第二机泵设备、数据采集模块、数据汇聚模块、工控机、中心服务器及远程预警中心；
所述数据采集模块，用于通过所述普通加速度传感器采集所述第一机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息上传至所述中心服务器；
所述数据汇聚模块，用于通过所述三轴振动加速度传感器采集所述二机泵设备旋转时的振动信息，并将采集到振动信息通过所述工控机上传至所述中心服务器；
所述中心服务器，用于将接收到的振动信息与由历史振动信息建立的设备仿真模型进行比较，诊断机泵设备性能，并向所述远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果；
所述远程预警中心，用于根据机泵设备性能诊断结果，对机泵设备进行故障预警。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一机泵设备及第二机泵设备分别包括：大型风机、小型风机及泵；
其中，所述大型风机包括：引风机、送风机、一次风机及脱硫增压风机；所述小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机及轴抽风机；所述泵包括：循环水泵、凝结水泵及给水泵。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述普通加速度传感器安装在所述第一机泵设备的轴承座，用于测量所述第一机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息；
所述三轴振动加速度传感器安装在所述第二机泵设备的轴承座，用于测量所述第二机泵设备旋转时的径向振动信息和轴向振动信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心服务器通过厂内局域网连接因特网或广域网，并通过所述因特网或广域网向所述远程预警中心发布机泵设备性能诊断结果。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心服务器包括网络防火墙，所述网络防火墙用于限制局域网外的终端访问所述中心服务器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据汇聚模块通过RS485总线将采集到的振动信息发送至所述工控机。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工控机通过光纤交换机或路由器将接收到的振动信息上传至所述中心服务器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块通过光纤交换机或路由器将采集到的振动信息上传至所述中心服务器。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括现场浏览站和厂内浏览站，所述中心服务器，还用于向所述现场浏览站和厂内浏览站发布机泵设备性能诊断结果。
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