[發(fā)明專利]基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910919951.1
• 申請(qǐng)日: 2019-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN110579368A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊莉莉;肖高繪;陳鋼;冀大偉;徐志豪;張焱儒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣電站設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G01D21/02
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 曹文銜

本發(fā)明涉及一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)及方法，通過數(shù)據(jù)獲取模塊在機(jī)組運(yùn)行過程中獲取原始模擬量的振動(dòng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)處理而獲取振動(dòng)的特征參數(shù)，并獲取機(jī)組的包括溫度、壓力、流量在內(nèi)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)；然后通過仿真計(jì)算模塊對(duì)獲取的振動(dòng)數(shù)據(jù)和熱力數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的仿真計(jì)算；最后通過健康監(jiān)測(cè)與故障診斷模塊將實(shí)時(shí)仿真計(jì)算的結(jié)果與機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并反饋至人機(jī)界面，供運(yùn)行人員進(jìn)行相關(guān)參考。這樣可以使得運(yùn)行人員及時(shí)地預(yù)先判別出機(jī)械振動(dòng)故障，防范振動(dòng)故障產(chǎn)生的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種用于汽輪機(jī)的機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近十年來，各單位開發(fā)了很多的智能故障診斷系統(tǒng)。智能振動(dòng)故障診斷系統(tǒng)中，都是應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、故障樹、遺傳算法等AI算法，對(duì)振動(dòng)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，根據(jù)大數(shù)據(jù)產(chǎn)生的模糊規(guī)則判斷故障發(fā)生時(shí)所有參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系機(jī)理。系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于只有當(dāng)故障發(fā)生時(shí)才會(huì)有故障的大數(shù)據(jù)，并進(jìn)行模型的數(shù)值訓(xùn)練，是反向的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則判斷故障，而非正向的規(guī)則判斷，這種診斷方式不能及時(shí)防范故障。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)及方法，能夠方便地檢測(cè)機(jī)械振動(dòng)，防范振動(dòng)故障。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于在機(jī)組運(yùn)行過程中獲取原始模擬量的振動(dòng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)處理而獲取振動(dòng)的特征參數(shù)，并獲取機(jī)組的包括溫度、壓力、流量在內(nèi)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)；

仿真計(jì)算模塊，用于對(duì)獲取的振動(dòng)數(shù)據(jù)和熱力數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的仿真計(jì)算；

健康監(jiān)測(cè)與故障診斷模塊，用于將實(shí)時(shí)仿真計(jì)算的結(jié)果與機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并反饋至人機(jī)界面。

優(yōu)選地，還包括用于向數(shù)據(jù)獲取模塊輸出原始模擬量振動(dòng)數(shù)據(jù)的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)和TSI系統(tǒng)輸出端口。

更為優(yōu)選地，數(shù)據(jù)獲取模塊從軸系的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)直接獲取或者TSI系統(tǒng)輸出端口獲取原始模擬量的振動(dòng)數(shù)據(jù)，通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬量的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)，再通過FFT/小波分析進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)處理以獲取振動(dòng)的特征參數(shù)，并根據(jù)不同電廠的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的方式獲取機(jī)組的包括溫度、壓力、流量在內(nèi)的熱力數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，仿真計(jì)算模塊對(duì)獲取的振動(dòng)數(shù)據(jù)和熱力數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的仿真計(jì)算，仿真計(jì)算的程序包括轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)仿真模型、軸承線性/非線性動(dòng)力學(xué)模型、軸承座支撐系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型、密封系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。

與本發(fā)明的一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷方法，采用上述技術(shù)方案或其任一優(yōu)選的技術(shù)方案所述的基于仿真計(jì)算的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障智能診斷系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，包括如下步驟：

1)數(shù)據(jù)獲取模塊在機(jī)組運(yùn)行過程中獲取原始模擬量的振動(dòng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)處理而獲取振動(dòng)的特征參數(shù)，并獲取機(jī)組的包括溫度、壓力、流量在內(nèi)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)；

2)仿真計(jì)算模塊對(duì)獲取的振動(dòng)數(shù)據(jù)和熱力數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的仿真計(jì)算；

3)健康監(jiān)測(cè)與故障診斷模塊將實(shí)時(shí)仿真計(jì)算的結(jié)果與機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，并反饋至人機(jī)界面。

優(yōu)選地，在步驟1)中，數(shù)據(jù)獲取模塊從軸系的振動(dòng)測(cè)點(diǎn)直接獲取或者TSI系統(tǒng)輸出端口獲取原始模擬量的振動(dòng)數(shù)據(jù)，通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬量的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號(hào)，再通過FFT/小波分析進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)處理以獲取振動(dòng)的特征參數(shù)，并根據(jù)不同電廠的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的方式獲取機(jī)組的包括溫度、壓力、流量在內(nèi)的熱力數(shù)據(jù)。