[發明專利]一種用于工業電器變頻設備的安全預警系統

有效

• 申請號: 202110567057.X
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113299042B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 王依民;葛傳楊;姜家勝
• 申請（專利權）人: 淮北市華明工業變頻設備有限公司
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;G01D21/02
• 代理公司: 合肥錦輝利標專利代理事務所(普通合伙) 34210
• 代理人: 陳鑠

1.一種用于工業電器變頻設備的安全預警系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、預警監測模塊、質量計算模塊、警報模塊、預警界定模塊、數據分析模塊以及處理器；

所述處理器將工作數據發送至數據分析模塊，所述數據分析模塊用于對變頻設備的工作數據進行分析，分析過程具體如下：

步驟一：將變頻設備標記為u，u＝1，2，……，z，z為正整數；實時獲取變頻設備在工作時的溫度數據和振動數據，將溫度數據標記為運溫值將振動數據標記為運振值i＝1，2，……，x，x為正整數，ti代表工作時的時間點；

步驟二：將溫度高于溫度閾值的運溫值劃分在異常集合中；將振動高于振動閾值的運振值劃分在異常集合中；

步驟三：將異常集合中的運溫值和運振值進行數據分析，計算得到變頻設備的溫度變化均值JWBu和振動變化均值JZBu；

步驟四：將溫度變化均值JWBu和振動變化均值JZBu代入公式計算得到變頻設備工作時的運行值YXu；式中a1和a2均為比例系數固定數值，且a1和a2的取值均大于零，α為補償系數，α＞0；

所述數據分析模塊將計算得到的變頻設備的運行值發送至預警界定模塊；所述預警界定模塊接收到變頻設備的運行值后用于對變頻設備的運行值進行界定判斷；

所述預警界定模塊將安全預警信號、核驗預警信號和監測預警信號反饋至處理器；所述處理器在接收到安全預警信號時不進行任何操作；所述處理器在接收到核驗預警信號和監測預警信號時將核驗預警信號和監測預警信號發送至質量計算模塊；所述處理器還用于在接收到監測預警信號時將監測預警信號發送至預警監測模塊；

所述質量計算模塊接收到核驗預警信號和監測預警信號后，用于對生成核驗預警信號和監測預警信號的變頻設備進行質量計算；所述質量計算模塊將警報信號發送至警報模塊；所述警報模塊接收到警報信號后發出警報聲；

數據分析過程具體如下：

步驟S1：利用公式計算得到變頻設備在時間點t1與時間點t2之間的溫度變化值以此類推，得到變頻設備在時間點t_i-1與時間點ti之間的溫度變化值其中，時間點t1至時間點t2的時間段記為T2，以此類推，時間點t_i-1至時間點ti的時間段記為Ti；

步驟S2：統計時間段的數量，每個時間段的溫度變化值相加求和后除以時間段數得到變頻設備的溫度變化均值JWBu；

步驟S3：同理，計算得到變頻設備在時間點t_i-1與時間點ti之間的振動變化值

所述預警界定模塊的界定判斷過程具體如下：

步驟SS1：獲取計算得到變頻設備的溫度變化均值JWBu、振動變化均值JZBu、運行值YXu；獲取處理器中變頻設備對應的運行閾值Yu；

步驟SS2：計算變頻設備運行值與運行閾值之間的差值得到運行差值YCu；

步驟SS3：利用公式計算得到變頻設備的預界值YJu；式中b1、b2和b3均為比例系數固定數值，且b1、b2和b3的取值均大于零；

步驟SS4：若X1＜YJu≤X2，則生成安全預警信號；

步驟SS5：若X2＜YJu≤X3，則生成核驗預警信號；

步驟SS6：若X3＜YJu，則生成監測預警信號；其中，X1、X2和X3均為預警界定閾值，且0＜X1＜X2＜X3；

所述質量計算模塊的質量計算步驟具體如下：

步驟P1：獲取變頻設備的故障維修次數，并將故障維修次數標記為Gu；獲取變頻設備的使用時長，并將使用時長標記為Tu；

步驟P2：利用公式XHu＝(Gu×c1+Tu×c2)/(c1+c2)計算得到變頻設備的損耗值XHu，式中c1和c2均為比例系數固定數值，且c1和c2的取值均大于零；

步驟P3：以時間點為節點，獲取每個節點時變頻設備的溫度和振動，按照時間順序進行連接得到變頻設備的實時溫度曲線圖和實時振動曲線圖；實時溫度曲線圖與預設的溫度曲線圖進行比對得到變頻設備的溫度交叉數WJu；實時振動曲線圖與預設的振動曲線圖進行比對得到變頻設備的振動交叉數ZJu；

步驟P4：將變頻設備的損耗值XHu、溫度交叉數WJu和振動交叉數ZJu帶入公式中計算得到變頻設備的質量值ZLu；式中d1、d2和d3均為比例系數固定數值，且d1、d2和d3的取值均大于零，e為自然常數，β為正數；

步驟P5：若質量值高于質量閾值，則判定變頻設備當前質量合格，不進行任何操作；若質量值低于質量閾值，則判定變頻設備當前質量不合格，生成警報信號；

安全預警系統還包括環境影響監控模塊，所述環境影響監控模塊用于對變頻設備所在區域的環境影響因素進行監控，監控步驟具體如下：

步驟Q1：獲取變頻設備的所在區域，并將所在區域標記為Quo，o＝1，2，……v，v為正整數，o為變頻設備所在區域的編號；在所在區域設置若干個檢測點，并將檢測點標記為Quoe，e＝1，2，……，n，n為正整數，e代表檢測點；

步驟Q2：獲取檢測點對應的環境濕度，并將環境濕度標記為S_Quoe；計算各個檢測點的平均環境濕度，得到變頻設備所在區域的平均環境濕度PS_Quo；

步驟Q3：根據所在區域的地理位置得到變頻設備所在區域對應的天氣預報數據，獲取天氣預報數據中當前時間后三天的溫度，計算三天的平均溫度，并將平均溫度標記為PW_Quo；

步驟Q4：利用公式獲取得到變頻設備所在區域的環境影響值H_Quo；式中f1和f2均為比例系數固定數值，且f1和f2的取值均大于零；

步驟Q5：將溫度變化均值JWBu和環境影響值H_Quo代入公式HPu＝|JWBu-H_Quo|計算得到變頻設備的環境偏差值HPu；

步驟Q6：若環境偏差值大于設定閾值，環境影響監控模塊生成環境影響信號；

所述環境影響監控模塊將環境影響信號發送至處理器，處理器接收到環境影響信號后產生控制指令加載至警報模塊，警報模塊用于對變頻設備所在區域的環境進行異常警報。