[發明專利]一種艦船柴油發電機組健康管理系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202110277660.4
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113076625B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 程良獎;丁紅元;鄧鵬;孫春鵬;唐昉;秦子明;曾宏;蔡標華;舒鑫;俞健;謝江輝;趙俊濤
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

1.一種艦船柴油發電機組健康管理系統，其特征在于：包括監控存儲模塊、通用信號采集模塊、扭振監測模塊、離線振動監測模塊、離線油液監測模塊、健康狀態識別模塊、健康狀態預測模塊、總線，

所述的監控存儲模塊，用于顯示柴油發電機組熱力參數、電力參數、故障信息、健康狀態、輔助決策信息及存儲數據，通過總線與通用信號采集模塊、扭振監測模塊、離線振動監測模塊、離線油液監測模塊、健康狀態識別模塊、健康狀態預測模塊通訊；

所述的通用信號采集模塊，用于將柴油發電機組熱力參數、電流、電壓信號反饋至監控存儲模塊；

所述的扭振監測模塊，用于將柴油發電機組轉速信號和扭振角位移信號、經軟件處理后的扭振特征反饋至監控存儲模塊；

所述的離線振動監測模塊，用于將離線采集到的柴油發電機組典型部位的振動加速度參數、經解碼和軟件處理后的振動特征反饋至監控存儲模塊；上述典型部位包括柴油機自由端機腳、機身、缸蓋、聯軸器殼體以及發電機自由端機腳；

所述的離線油液監測模塊，用于將離線采集到的柴油機潤滑油溫度、粘度、顆粒度、水分參數、經解碼和軟件處理后的油液健康狀態反饋至監控存儲模塊；

所述的健康狀態識別模塊，用于從監控存儲模塊獲取柴油發電機組溫度、壓力、電流、電壓、報警閾值、基于經驗的故障原因與故障現象對應關系信息，經軟件處理后將故障狀態、故障原因、維修方法反饋至監控存儲模塊；

所述的健康狀態預測模塊，用于從監控存儲模塊獲取柴油發電機組溫度、壓力、電流、電壓、報警閾值、基于數據驅動的故障原因與故障現象對應關系信息，經軟件處理后將潛在故障狀態、健康狀態和輔助運行維護策略反饋至監控存儲模塊。

2.一種如權利要求1所述的艦船柴油發電機組健康管理系統的工作方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

（1）所述監控存儲模塊接收柴油發電機組熱力參數、電力參數、故障信息、健康狀態、輔助決策信息并存儲，以圖形、文字的界面方式顯示和人機交互；

（2）所述通用信號采集模塊采集壓力、溫度、電流、電壓模擬量信號，并轉為標準數字信號，采集開關量信號、RS485信號、CAN總線信號，并以CAN總線信號對外輸出；

（3）所述扭振監測模塊接收機組轉速信號和扭振角位移信號，繪制時域、頻域扭角振幅特征曲線，提取主諧次最大共振峰值，計算扭角位移峭度值，與預先設置的正常、典型故障時的扭振特征比較，給出柴油發電機組故障原因和故障排除建議，輸送至監控存儲模塊；

（4）所述離線振動監測模塊接收離線監測的機組測點振動加速度信號，振動測點至少要包含柴油機自由端機腳、機身、缸蓋、聯軸器殼體、發電機自由端機腳，繪制時域、頻域振動加速度曲線，計算低頻段和全頻段振動加速度總級、振動烈度和主要振幅對應的頻帶，與預先設置的正常、典型故障時的振動特征比較，給出柴油發電機組故障原因和故障排除建議，輸送至監控存儲模塊；

（5）所述離線油液監測模塊接收柴油發電機組潤滑油的溫度、粘度、顆粒度、水分參數，與預先設置的正常、典型故障時的相關參數比較，給出柴油發電機組故障原因和故障排除建議，輸送至監控存儲模塊；

（6）所述健康狀態識別模塊接收柴油發電機組各種介質溫度、壓力、電流、電壓、轉速參數，與預先設置的正常、典型故障時的相關參數比較，給出柴油發電機組故障原因和故障排除建議，輸送至監控存儲模塊；

（7）所述健康狀態預測模塊接收柴油發電機組各種性能參數歷史數據，通過自主神經網絡學習和訓練，判斷柴油發電機組故障、識別潛在故障，給出輔助運行維護策略，輸送至監控存儲模塊。

3.根據權利要求2所述的艦船柴油發電機組健康管理系統的工作方法，其特征在于：步驟（7）中的輔助運行維護策略是基于任務剖面和設備健康狀態，給出相應的運行策略及維護策略，包括忽略故障持續運行、觀察運行、立即停機檢修、定期檢修、根據設備健康狀態趨勢預判檢修。