[發(fā)明專利]一種冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010609959.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113934191A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛凱;矯曉龍;任兆亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海信日立空調(diào)系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 馬萍華

本發(fā)明公開一種冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障檢測模塊；數(shù)據(jù)采集模塊采集多個(gè)特定參數(shù)，其包括因變量參數(shù)、自變量參數(shù)；數(shù)據(jù)處理模塊配置有多個(gè)熱力學(xué)模型，接收各特定參數(shù)；由一段時(shí)間內(nèi)的各特定參數(shù)及熱力學(xué)模型求解待定系數(shù)，生成多個(gè)預(yù)測模型及動(dòng)態(tài)閾值公式；當(dāng)進(jìn)入診斷階段時(shí)，故障檢測模塊接收實(shí)時(shí)采集的各特定參數(shù)，并配置為將各自變量參數(shù)帶入對(duì)應(yīng)的預(yù)測模型及動(dòng)態(tài)閾值公式，得到各因變量預(yù)測值及各動(dòng)態(tài)閾值；計(jì)算實(shí)時(shí)的各因變量參數(shù)與對(duì)應(yīng)的因變量預(yù)測值的殘差；當(dāng)殘差大于對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)閾值時(shí)，判斷為故障發(fā)生。本發(fā)明由運(yùn)行數(shù)據(jù)形成預(yù)測模型，降低取得故障模型數(shù)據(jù)的難度，增大故障診斷的范圍及準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

公共建筑中，比如大型商場、辦公樓、醫(yī)院等，大多采用暖通空調(diào)(Heating，Ventilation and Air-conditioning，HVAC)系統(tǒng)，HVAC及其自控系統(tǒng)日益復(fù)雜，設(shè)備種類及數(shù)量越來越多。冷水機(jī)組是HVAC系統(tǒng)的主要部件，其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)復(fù)雜多變，往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的非線性、耦合性和部分負(fù)荷性。

為了維持空調(diào)房間內(nèi)熱濕平衡、保證用戶熱舒適性，冷水機(jī)組系統(tǒng)測量監(jiān)控設(shè)備明顯增多，自動(dòng)控制策略復(fù)雜程度明顯加深，系統(tǒng)或部件發(fā)生故障的概率顯著升高。

隨著運(yùn)行年限增加，長期部分負(fù)荷下的振蕩運(yùn)行，極易導(dǎo)致設(shè)備老化、結(jié)垢臟堵、控制失效，使得大部分冷水機(jī)組處于非正常運(yùn)行狀態(tài)。若不能及時(shí)排除不利因素及其帶來的影響，勢(shì)必將導(dǎo)致冷水機(jī)組系統(tǒng)偏離正常運(yùn)行工況，進(jìn)而帶來一系列不良后果，如：系統(tǒng)運(yùn)行性能迅速下降、能耗浪費(fèi)增加、碳排放量增大，影響室內(nèi)熱濕平衡、降低熱舒適性，在某些情形下甚至?xí)苯訐p壞設(shè)備，引起系統(tǒng)徹底失效、無法工作，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失抑或影響正常的工作生活，降低用戶體驗(yàn)。

現(xiàn)有的冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)通過進(jìn)行模擬故障實(shí)驗(yàn)得到故障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到冷水機(jī)組中；當(dāng)機(jī)器運(yùn)行過程中出現(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)情況時(shí)報(bào)警，再根據(jù)報(bào)警代碼觀察故障部件查找故障原因，進(jìn)行維修。此方法中，模擬故障實(shí)驗(yàn)具有一定的破壞性及危險(xiǎn)性，實(shí)用性差；另外，故障實(shí)驗(yàn)具有不確定性，使通用且準(zhǔn)確的故障數(shù)據(jù)不易取得，將其作為故障判斷的標(biāo)準(zhǔn)更是增加誤判的幾率；再者，故障實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目也受到限制，限制了其覆蓋的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中冷水機(jī)組故障數(shù)據(jù)難取得、診斷范圍小、準(zhǔn)確性差的問題，本發(fā)明提供一種冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)，由運(yùn)行數(shù)據(jù)形成熱力學(xué)模型的預(yù)測模型，再根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)判斷是否發(fā)生故障，降低故障數(shù)據(jù)取得的難度，增大故障診斷的范圍及準(zhǔn)確性，提高故障診斷的實(shí)用性，使故障及時(shí)排除，降低經(jīng)濟(jì)損失，改善用戶體驗(yàn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種冷水機(jī)組故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、故障檢測模塊；

數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置于所述冷水機(jī)組上，用于采集數(shù)據(jù)采集階段的多個(gè)特定參數(shù)；所述特定參數(shù)包括因變量參數(shù)、自變量參數(shù)；

數(shù)據(jù)處理模塊配置有多個(gè)熱力學(xué)模型，接收各所述特定參數(shù)，并對(duì)各所述特定參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理；利用一段時(shí)間內(nèi)的各所述特定參數(shù)及對(duì)應(yīng)的所述熱力學(xué)模型求解所述熱力學(xué)模型的待定系數(shù)，生成多個(gè)預(yù)測模型及動(dòng)態(tài)閾值公式；

當(dāng)進(jìn)入診斷階段時(shí)，故障檢測模塊接收實(shí)時(shí)采集的經(jīng)預(yù)處理的各所述特定參數(shù)，并配置為將各所述自變量參數(shù)帶入對(duì)應(yīng)的所述預(yù)測模型，得到各因變量預(yù)測值；由各所述特定參數(shù)及對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)態(tài)閾值公式計(jì)算得出各動(dòng)態(tài)閾值；計(jì)算實(shí)時(shí)的各所述因變量參數(shù)與對(duì)應(yīng)的所述因變量預(yù)測值之間的殘差；當(dāng)所述殘差大于對(duì)應(yīng)的所述動(dòng)態(tài)閾值時(shí)，判斷故障發(fā)生；反之，正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

在一實(shí)施例中，所述特定參數(shù)的預(yù)處理包括標(biāo)準(zhǔn)化和或歸一化和或去噪聲處理。

在一實(shí)施例中，利用最小二乘法對(duì)所述熱力學(xué)模型的所述待定系數(shù)進(jìn)行求解。