[發明專利]一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統

在審

• 申請號: 202110206601.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112987613A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 顧凱;李恒;趙建光;劉曉鋒;張禹;肖洲;凌君;黃新年;曾彬;江磊;杜鑫
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;江蘇方天電力技術有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G01M13/00
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 馮小梅

1.一種分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，包括：數據采集單元、數據存儲和分析單元、數據結果顯示單元；

所述數據采集單元用于采集旋轉機械設備的原始數據，對所述原始數據采用整周期同步采樣算法進行分析計算，獲得所述旋轉機械設備的在線監測數據，并對所述在線監測數據進行處理，獲得數據分析結果；

所述數據存儲和分析單元用于對所述在線監測數據和數據分析結果進行存儲和分析；

所述數據結果顯示單元用于對所述數據分析結果進行顯示。

2.根據權利要求1所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述數據采集單元包括：信號調理模塊、模數轉換模塊、第一處理模塊、第二處理模塊以及通信模塊；

所述信號調理模塊用于采集所述旋轉機械設備的原始數據并對所述原始數據進行調理；

所述模數轉換模塊用于對經過調理的原始數據進行模數轉換，獲得數字信號數據；

所述第一處理模塊對所述數字信號數據進行同步采集，以輸出同步信號；

所述第二處理模塊采用整周期同步采樣算法對所述同步信號進行分析計算，獲得所述旋轉機械設備的在線監測數據，并對所述在線監測數據進行處理，獲得數據分析結果；

所述通信模塊將所述數據分析結果發送給所述數據存儲和分析單元。

3.根據權利要求2所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述信號調理模塊包括：第一調理模塊、第二調理模塊以及第三調理模塊；所述原始數據包括：鍵相信號、振動信號以及電流信號；

所述第一調理模塊用于采集所述鍵相信號并對所述鍵相信號進行調理；

所述第二調理模塊用于采集所述振動信號，并對所述振動信號進行調理；

所述第三調理模塊用于采集所述電流信號，并對所述電流信號進行調理。

4.根據權利要求3所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述第一處理模塊包括：FPGA模塊；

所述FPGA模塊對所述振動信號、所述電流信號以及所述鍵相信號進行同步采集，并輸出所述同步信號。

5.根據權利要求4所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述第二處理模塊包括：DSP處理器。

6.根據權利要求5所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述DSP處理器包括：插值濾波模塊、數字跟蹤濾波模塊、插值重采樣模塊以及波形重構模塊；

所述插值濾波模塊對所述鍵相信號進行插值，獲得與等角度的所述振動信號對應的時間序列；

所述數字跟蹤濾波模塊對所述振動信號進行抗混疊數字濾波，以輸出數字濾波信號；

所述插值重采樣模塊采用預設插值重采樣法對所述數字濾波信號和所述時間序列進行插值重采樣，獲得等角度采樣信號；

所述波形重構模塊對所述等角度采樣信號進行波形重構，獲得旋轉機械振動階比譜及諧波波形。

7.根據權利要求6所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述數字跟蹤濾波模塊采用FIR結構的自適應濾波器對所述振動信號進行抗混疊數字濾波。

8.根據權利要求6所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述預設插值重采樣法包括：線性插值法、樣條插值法、拉格朗日插值法、sinc插值法、模糊控制插值法中的任意一種。

9.根據權利要求6所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述波形重構模塊對所述等角度采樣信號進行波形重構，獲得旋轉機械振動階比譜及諧波波形包括：

所述波形重構模塊對所述等角度采樣信號進行傅里葉變換，獲得所述旋轉機械振動階比譜以及對所述等角度采樣信號進行恒帶寬濾波或者Gabor變換，獲得所述諧波波形。

10.根據權利要求1-9任一項所述的分布式旋轉機械狀態在線監測與故障分析系統，其特征在于，所述數據分析結果包括：軸心軌跡圖、波形圖、極坐標圖、伯德圖、趨勢圖、瀑布圖、級聯圖、軸心靜態位置圖。