CN206892656U - 一种火电水系统设备无人巡检监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，通过数据采集单元采集现场设备运行状况信息，并将采集到的数据信息进行转化、封装后通过以太网传输到数据处理单元；数据处理单元将接收到的数据信息进行解析，同时对解析后的数据信息进行处理和分析，获得诊断信息并将该诊断信息发送至故障诊断单元；故障诊断单元将接收到的诊断信息进行诊断处理和分析，判断现场设备是否出现故障，最后根据故障情况将控制信号和报警信息通过外挂PLC传输到机组DCS系统，由机组DCS系统进行相应的控制动作和报警显示。

Description

一种火电水系统设备无人巡检监控装置

技术领域

本实用新型属于无人设备巡检技术领域，涉及一种火电水系统设备无人巡检监控装置。

背景技术

随着火力发电的蓬勃发展，火电技术的发展也日新月异。但火电行业快速发展的同时也慢慢体现出了一些不小的弊端，例如火电方面的高技术人才的成长速度和数量远远的落后火电的发展。水系统作为火电厂一个比较特殊的部分，工艺流程和技术已经完全成熟，但在设备巡检方面还是要通过原始的人工进行检测，不但要耗费很多人力，效率也不高。

1)人工巡检

当前火力发电厂随着DCS系统功能和现场总线智能设备的发展，操作人员已经能够在控制系统逻辑引入各种设备运行参数(如温度、压力、流量等)来进行设备运行状态的监控，并能通过策略设计达到无需人实时查看操作的程度，这使得人工工作量大大减少，但现场设备“跑、冒、滴、漏”问题还是需要人工到现场进行查看检测。

目前火电厂的设备巡检主要通过人工的“眼看、手摸、耳听”来进行，而水系统相对与主机系统来，在设备安全性、设备检测上要求都比较“低”。因此在设备巡检工作中对设备的检测要求也不是非常的细致：

a)主要关注和检测设备的“跑、冒、滴、漏”等情况。即水系统巡检最主要的是关注和检查设备是否有“跑、冒、滴、漏”的情况和设备外表面是否完整等情况(是否有裂缝、污损等)。

b)对设备的振动性要求“不高”。水系统中设备主要是泵、调门、渗透过滤装置和检测仪器仪表等之类的设备。这些设备在振动性上(相比于主机汽轮机等设备)要求不高，振动故障主要出现在各个“大型”水泵上。因为水泵的作为水传输的动力设备，转速一般很高，在运行过程中电机轴承等可能会出现耗损、故障，会导致设备振动异常，产生异常声响等。

2)工业电视监控系统

工业电视监控系统是一种计算机控制的图像系统，利用系统控制台操作人员可以选取各摄像机，将远程现场的图像实时显示在监控显示器上。通过操作员在操作台前的监控，取代了巡检人员到现场巡查。

目前，工业电视监控系统已经广泛的应用于火电厂辅控输煤系统中。该系统通过远程摄像机的实时采集数据，将图像实时传输到控制台，操作人员通过切换不同的摄像机，可以查看不同的现场的设备运行情况，一旦发现异常，可以通知相关人员到现场进行查看维修。

总结以上两种设备巡检方式可以看出，目前设备巡检工作都有一下几个缺陷：

1.需要人工参与。以上两中设备巡检方式都是需要人员实时进行参与，这样就需要大量的人工工作参与，随着人力成本的增加，设备巡检的成本也会不断提高。

2.巡检效率差。人工的检测和监控都要和人的工作经验与工作状态紧密相关，一旦巡检人员工作经验不足或者不细心，则有可能会出现判断错误的情况，而监控操作员，可能会由于长时间的查看监控视频而出现视觉疲惫的情况，导致漏判的情况。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种火电水系统设备无人巡检监控装置，解决了现有巡检方式存在的需要人工参与、巡检效率差的缺陷；同时，本实用新型是一种具有广泛通用性的能够实时获取现场设备运行状况信息，对其进行深度分析、监控显示并给出故障控制和报警的实时监控方法。

本实用新型提供的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，包括数据采集单元、数据处理单元、故障诊断处理单元和机组DCS系统，数据采集单元通过以太网与数据处理单元连接，数据处理单元通过以太网与故障诊断处理单元连接，故障诊断处理单元通过外挂PLC与机组DCS系统连接；其中，数据采集单元用于采集现场设备的运行状况信息，数据处理单元用于将接收到的数据信息与数据处理单元中存储的目标数据信息进行比较判断；故障诊断单元用于根据判断结果判断设备是否出现故障；机组DCS系统用于进行报警显示。

优选地，数据采集单元包括图像采集单元，图像采集单元用于采集设备现场的图像信息，包括携带摄像装置的无人机平台，无人机平台与安装在厂房房顶上的导轨相配合，同时，摄像装置通过以太网与数据处理单元中的图像处理器连接。

优选地，数据采集单元包括振动信息采集单元，振动信息采集单元用于采集设备上动力装置的振动信息，包括安装在动力装置上的振动传感器和设置在厂房内的通信柜，振动传感器与通信柜之间通过通信电缆连接，同时，通信柜通过以太网与数据处理单元中的振动信息处理器连接。

优选地，数据采集单元包括声音信息采集单元，声音信息采集单元用于采集设备现场的声音信息，包括设置在无人机平台上的声音传感器，其中，声音传感器通过以太网与数据处理单元中的声音处理器连接。

优选地，图像处理器用于将接收到的设备现场图像信息与数据处理单元中储存的对应的设备现场标准图像信息进行比较判断，得到待测图像与标准图像的匹配度，并将该匹配度发送至故障诊断单元。

优选地，振动处理器用于对采集到的振动信息进行处理，得到振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅，并将振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅发送到故障诊断处理单元。

优选地，声音处理器用于对采集到的声音信息进行处理，得到声音信息的最高分贝值和平均分贝值，并将声音信息的最高分贝值和平均分贝值发送到故障诊断处理单元。

优选地，故障诊断处理单元包括处理器、警报器和上位机；其中，处理器将接收到的数据信息与处理器中预先设定的参数标准值进行对比，当诊断数据信息中有一项数据信息超出预先设定的参数标准值，则认定设备故障，否则认定设备正常；警报器用于将设备故障信息传输到上位机，上位机用于发送设备的维修工作命令；同时警报器将故障操作信息和警报信息传输到机组DCS系统，机组DCS系统用于控制操作和警报显示。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，通过数据采集单元采集现场设备运行状况信息，并将采集到的数据信息进行转化、封装后通过以太网传输到数据处理单元；数据处理单元将接收到的数据信息进行解析，同时对解析后的数据信息进行处理和分析，获得诊断信息并将该诊断信息发送至故障诊断单元；故障诊断单元将接收到的诊断信息进行诊断处理和分析，判断现场设备是否出现故障，最后根据故障情况将控制信号和报警信息通过外挂PLC传输到机组DCS系统，由机组DCS系统进行相应的控制动作和报警显示。

进一步的，本实用新型利用各种摄像装置或振动传感器或声音传感器等采集装备，从DCS系统中脱离出来采集数据，在不改动现有的水系统设备线路结构，所以适用于所有的水系统，并且最终通过外挂PLC与DCS进行数据通信，保证这DCS系统的安全性。

进一步的，本实用新型中系统后期运行和设备巡检工作都不需要人工的参与，从减少了人工工作量，降低了人力成本。

进一步的，设备巡检效率提高，不会出现“人”的那种不确定状态波动而出现对故障漏判、错判的情况。

进一步的，不会对原有的DCS系统进行太大的改造，只需要在控制系统逻辑和画面中分别添加相对应的控制信息输入和DCS画面设备故障光子牌。

附图说明

图1是巡检监控装置结构图；

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，包括数据采集单元、数据处理单元、故障诊断单元和机组DCS系统，其中，数据采集单元用于采集现场设备的运行状况信息，并将采集到的数据信息通过以太网传输到数据处理单元；数据处理单元将接收到的数据信息与数据处理单元中存储的目标数据信息进行比较判断，并将判断结果通过以太网传输到故障诊断单元；故障诊断处理单元根据获取的判断结果判断设备是否出现故障，最后将判断结果通过外挂PLC传输到机组DCS系统，由机组DCS系统进行报警显示，从而完成设备的无人机巡检监控。

具体地，数据采集单元包括图像信息采集单元、振动信息采集单元和声音信息采集单元，其中，图像采集单元用于采集设备现场的图像信息，包括携带摄像装置的无人机平台，无人机平台能够沿安装在厂房房顶上的导轨移动，导轨上设置有若干个无人机平台进行信息采集的定位位置，无人机平台能够定期巡检在导轨上各个信息采集的定位位置驻留，图像采集设备进行图像采集，并将采集到的图像信息通过以太网实时传输到数据处理单元。

振动信息采集单元用于采集设备上动力装置的振动信息，包括安装在动力装置上的振动传感器、通信电缆和设置在厂房内的通信柜，振动传感器通过通信电缆与通信柜连接。

在进行振动信息采集时，根据动力设备的振动方向，采集需求可分为纵向、横向和轴向三种采集方向，且每种采集方向需设置一个振动传感器。

通信柜将振动传感器采集的模拟信号转为数字信号，对转化后的数字信号通过以太网将振动信息数据包传输到数据处理单元。

声音信息采集单元用于采集设备现场的声音信息，包括设置在无人机平台上的声音传感器、声音信息处理单元和声音发送单元，其中，无人机平台沿导轨移动时，在导轨的定点位置进行声音声响(分贝值)信息的采集，采集时，在每个定点位置每隔1s需要采集1次声音声响信息，共采集5次。

然后将采集到的声音声响信息通过声音信息处理单元转化为数字信号，最后通过声音发送单元将转化后的声音数据信息利用TCP/IP、UDP协议通过以太网传输到数据处理单元。

数据处理单元包括图像处理器、振动处理器、声音处理器和信息储存器，其中，图像处理器将接收到的设备现场图像信息与数据处理单元中储存的对应的设备现场标准图像信息进行比较判断，得到待测图像与目标图像的匹配度，并将该匹配度发送至故障诊断单元和数据信息储存器；

振动处理器用于对采集到的振动信息进行处理，得到振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅，并将振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅发送到故障诊断处理单元和数据信息储存器；

声音处理器用于对采集到的声音信息进行处理，得到声音信息的最高分贝值和平均分贝值，并将声音信息的最高分贝值和平均分贝值发送到故障诊断处理单元和数据信息储存器。

故障诊断处理单元包括处理器、警报器和上位机；其中，处理器将接收到的数据信息与处理器中预先设定的参数标准值进行对比，当诊断数据信息中有一项数据信息超出预先设定的参数标准值，则认定设备故障，否则认定设备正常；同时，且将判断结果传输到警报器，接着通过警报器将设备故障信息传输到上位机，上位机用于发送设备的维修工作命令；同时警报器将故障操作和警报信息传输到机组DCS系统，通过机组DCS系统进行控制操作和警报显示。

Claims (8)

1.一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：包括数据采集单元、数据处理单元、故障诊断单元和机组DCS系统，数据采集单元通过以太网与数据处理单元连接，数据处理单元通过以太网与故障诊断单元连接，故障诊断单元通过外挂PLC与机组DCS系统连接；其中，数据采集单元用于采集现场设备的运行状况信息，数据处理单元用于将接收到的数据信息与数据处理单元中存储的目标数据信息进行比较判断；故障诊断单元用于根据判断结果判断设备是否出现故障；机组DCS系统用于进行报警显示。

2.根据权利要求1所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：数据采集单元包括图像采集单元，图像采集单元用于采集设备现场的图像信息，包括携带摄像装置的无人机平台，无人机平台与安装在厂房房顶上的导轨相配合，同时，摄像装置通过以太网与数据处理单元中的图像处理器连接。

3.根据权利要求1所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：数据采集单元包括振动信息采集单元，振动信息采集单元用于采集设备上动力装置的振动信息，包括安装在动力装置上的振动传感器和设置在厂房内的通信柜，振动传感器与通信柜之间通过通信电缆连接，同时，通信柜通过以太网与数据处理单元中的振动信息处理器连接。

4.根据权利要求2所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：数据采集单元包括声音信息采集单元，声音信息采集单元用于采集设备现场的声音信息，包括设置在无人机平台上的声音传感器，其中，声音传感器通过以太网与数据处理单元中的声音处理器连接。

5.根据权利要求2所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：图像处理器用于将接收到的设备现场图像信息与数据处理单元中储存的对应的设备现场标准图像信息进行比较判断，得到待测图像与标准图像的匹配度，并将该匹配度发送至故障诊断单元。

6.根据权利要求3所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：振动处理器用于对采集到的振动信息进行处理，得到振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅，并将振动信息的最大振幅、平均振动频率和平均振幅发送到故障诊断单元。

7.根据权利要求4所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：声音处理器用于对采集到的声音信息进行处理，得到声音信息的最高分贝值和平均分贝值，并将声音信息的最高分贝值和平均分贝值发送到故障诊断单元。

8.根据权利要求1所述的一种火电水系统设备无人巡检监控装置，其特征在于：故障诊断单元包括处理器、警报器和上位机；其中，处理器将接收到的数据信息与处理器中预先设定的参数标准值进行对比，当诊断数据信息中有一项数据信息超出预先设定的参数标准值，则认定设备故障，否则认定设备正常；警报器用于将设备故障信息传输到上位机，上位机用于发送设备的维修工作命令；同时，警报器将故障操作信息和警报信息传输到机组DCS系统，机组DCS系统用于控制操作和警报显示。