基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质转让专利
申请号 : CN202010707243.4
文献号 : CN111882833B
文献日 : 2021-09-21
发明人 : 陈会刚 , 胡方永 , 张凯平 , 邹广志 , 吕传嘉 , 王立芳 , 郭士伟 , 李成平 , 姚强
申请人 : 华润电力唐山丰润有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述基于离群参数的设备故障预警方法包括:
实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值,根据各所述计算点数值生成离群组,其中多台所述运行设备的类型相同;
检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述计算点数值移除所述离群组,得到目标离群组;
基于所述目标离群组,计算离群偏离度,所述离群偏离度包括最大离群偏离度与最小离群偏离度;
根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警;
其中,所述基于所述目标离群组,计算离群偏离度的步骤包括:将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点,计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值;
将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点,计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值;
基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值,并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值,得到最大离群偏离度;
基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值,并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值,得到最小离群偏离度。
2.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括:检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度是否小于第一预设范围最小值;
若所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值,则基于所述目标离群生成故障预警报表,以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。
3.如权利要求2所述的基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括:监测所述最大离群偏离度大于所述第一预设范围最大值的第一时长数值,以及所述最小离群偏离度小于所述第一预设范围最小值的第二时长数值;
检测所述第一时长数值与所述第二时长数值中是否存在任一时长数值大于预设时长;
若所述第一时长数值与所述第二时长数值中存在任一时长数值大于预设时长,则生成故障预警信息并发送给所述运行设备对应的工作人员,以供所述工作人员进行防范处理。
4.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括:检测所述离群偏离度中所述最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值;
检测所述离群偏离度中所述最小离群偏离度是否小于所述第二预设范围最小值;
若所述最大离群偏离度大于所述第二预设范围最大值和/或所述最小离群偏离度小于所述第二预设范围最小值,则判定所述运行设备发生故障,发出报警信息。
5.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值;所述检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括:
分别检测所述离群组是否存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项;
若存在所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中的任一项,则将所述坏点数值、所述限制点位数值、所述偏离点数值中存在所述离群组的一项移除所述离群组。
6.如权利要求1所述的基于离群参数的设备故障预警方法,其特征在于,所述得到目标离群组的步骤之后包括:
检测所述目标离群组中所述计算点数值的数量是否大于或等于预设阈值;
若所述目标离群组中所述计算点数值的数量大于或等于预设阈值,则判定达到计算所述离群偏离度的条件,执行基于所述目标离群组,计算离群偏离度的步骤;
若所述目标离群组中所述计算点数值的数量小于预设阈值,则判定未达到计算所述离群偏离度的条件,显示计算失败的提示信息。
7.一种基于离群参数的设备故障预警装置,其特征在于,所述基于离群参数的设备故障预警装置包括:
获取模块,用于实时获取一台或多台运行设备中同类参数的计算点数值,根据各所述计算点数值生成离群组,其中多台所述运行设备的类型相同;
检测模块,用于检测所述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述计算点数值移除所述离群组,得到目标离群组;
计算模块,用于基于所述目标离群组,计算离群偏离度;
预警模块,用于根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警;
所述计算模块,还用于将所述目标离群组中数值最大的计算点数值确定为最大离群点,计算所述离群组中除所述最大离群点外所有计算点数值的第一平均值;将所述目标离群组中数值最小的计算点数值确定为最小离群点,计算所述离群组中除所述最小离群点外所有计算点数值的第二平均值;基于所述最大离群点与所述第一平均值计算第一差异值,并将所述第一差异值与所述第一平均值作比值,得到最大离群偏离度;基于所述最小离群点与所述第二平均值计算第二差异值,并将所述第二差异值与所述第二平均值作比值,得到最小离群偏离度。
8.一种基于离群参数的设备故障预警设备,其特征在于,所述基于离群参数的设备故障预警设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于离群参数的设备故障预警程序,所述基于离群参数的设备故障预警程序被所述处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。
9.一种介质,其特征在于,所述介质上存储有基于离群参数的设备故障预警程序,所述基于离群参数的设备故障预警程序被处理器执行时实现如权利要求1‑6中任一项所述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。
说明书 :
基于离群参数的设备故障预警方法、装置、设备及介质
技术领域
背景技术
前,部分信息化普及较高的大型工厂在上线资产管理系统后,又开发缺陷短信提醒平台,短
信提醒平台对于促进生产管理有一定推动作,但只能就已出现问题的设备进行处理,无法
探测、感知设备故障前的状态。
发明内容
的状态的技术问题。
备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。
理。
的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括:
并可在所述处理器上运行的基于离群参数的设备故障预警程序,所述基于离群参数的设备
故障预警程序被所述处理器执行时实现上述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。
述的基于离群参数的设备故障预警方法的步骤。
算点数值,根据各所述计算点数值生成离群组,其中多台所述运行设备的类型相同;检测所
述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述
计算点数值移除所述离群组,得到目标离群组;基于所述目标离群组,计算离群偏离度;根
据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同
类参数的组成离群组,根据离群组计算出离群偏离度,并根据离群偏离度对运行设备进行
故障预警,通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况,实现根据参数离群情况
对运行设备进行故障感知与研判。
附图说明
具体实施方式
算点数值,根据各所述计算点数值生成离群组,其中多台所述运行设备的类型相同;检测所
述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述
计算点数值移除所述离群组,得到目标离群组;基于所述目标离群组,计算离群偏离度;根
据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同
类参数的组成离群组,根据离群组计算出离群偏离度,并根据离群偏离度对运行设备进行
故障预警,通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况,实现根据参数离群情况
对运行设备进行故障感知与研判。
地使用。
现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘
(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选
的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI‑FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,
也可以是稳定的存储器(non‑volatile memory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可
以是独立于前述处理器1001的存储装置。
件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
1001可以用于调用存储器1005中存储的基于离群参数的设备故障预警程序,并执行以下操
作:
备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。
理。
常的所述计算点数值移除所述离群组的步骤包括:
开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本
公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
SIS系统中存储有各类运行设备的所有参数数据,以便于故障预警系统从SIS系统中获取参
数数据,故障预警系统中设置有用于进行计算的计算软件。
为温度、压力、振动等,可以理解地,相同类型的一台或多台运行设备中同类参数有多个计
算点数值,例如电厂中低温过热器壁温存在几千到几万个温度数值。可以理解地,由于不同
类型运行设备的不同参数如温度、压力、振动等对设备产生的影响各不相同,因此本实施例
中实时获取的计算点数值为相同类型的一台或多台运行设备中同类参数的各计算点数值。
进一步地,故障预警系统根据获取的各计算点数值,生成离群组,其中离群组为将相同类型
运行设备中具备参与离群运算条件的所有计算点数值的集合。
值,坏点为因检测仪器损坏而采集到的不准确的数值检测点,限制点位为因设备未运行而
使检测仪器采集到固定数值的数值检测点,限制点位可以为设备启停状态、转速以及电流,
偏离点为因设备损坏而导致检测仪器采集到数值偏离预设范围的数值检测点。具体地,故
障预警系统分别检测离群组中是否存在坏点数值或限制点位数值或偏离点数值,若检测到
存在坏点数值或限制点位数值或偏离点数值,则将坏点数值或限制点位数值或偏离点数值
移除离群组。进一步地,故障预警系统将移除异常的计算点数值后的离群组确定为目标离
群组,以根据目标离群组计算离群偏离度,并根据离群偏离度对运行设备进行故障预警。
为最大离群点以及将数值大小最小的计算点数值确定为最小离群点,根据目标离群组中最
大离群点与最小离群点分别结合目标离群组的其他计算点数值,计算出最大离群偏离度与
最小离群偏离度,以根据最大离群偏离度与最小离群偏离度对运行设备进行故障预警。
警报表进行查看,其中第一预设范围为故障预警系统通过设备的参数信息运算得到的离群
率百分比范围。进一步地,在离群偏离超出第一预设范围的条件下,系统监测离群偏离度超
出第一预设范围的持续时长数值,若持续时长数值大于预设时长数值,则生成故障预警信
息,并发送给运行设备对应的工作人员,以供工作人员根据故障预警信息进行防范处理,其
中预设时长为用户根据设备硬件使用情况设置的时长。进一步地,故障预警系统检测离群
偏离度是否超出第二预设范围,其中第二预设范围表征设备正常运行时可接受参数偏离的
最大范围。若检测到离群偏离度超出第二预设范围,则判定运行设备发生故障,故障预警系
统发出报警信息,以通知工作人员对故障设备进行处理。
算点数值,根据各所述计算点数值生成离群组,其中多台所述运行设备的类型相同;检测所
述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述
计算点数值移除所述离群组,得到目标离群组;基于所述目标离群组,计算离群偏离度;根
据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警。本发明实时获取相同类型运行设备中同
类参数的各计算点数值组成离群组,根据离群组计算出离群偏离度,并根据离群偏离度对
运行设备进行故障预警,通过离群偏离度得到运行设备故障前的参数离群情况,实现根据
参数离群情况对运行设备进行故障感知与研判。
群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤包括:
述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。
度是否小于第一预设范围最小值,以确定最大偏离度与最小偏离度是否在正常偏离范围
内。进一步地,若最大离群偏离度大于第一预设范围最大值,则判定最大离群偏离度超过正
常偏离范围,故障预警系统记录目标离群组的各计算点数据,并根据各计算点数据生成故
障预警报表,以供运行设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看。进一步地,若最小离
群偏离度小于第一预设范围最小值,则判定最小离群偏离度超过正常偏离范围,故障预警
系统记录目标离群组的各计算点数据,并根据各计算点数据生成故障预警报表,以供运行
设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看,了解运行设备的参数离群情况。
成故障预警报表,以供运行设备对应的工作人员对故障预警报表进行查看。进一步地,故障
预警系统检测对最大离群偏离度大于第一预设范围最大值的第一时长数值,以及最小离群
偏离度小于第一预设范围最小值的第二时长数值进行检测,以保证设备正常运行,具体地,
所述根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括:
进行防范处理。
故障预警系统监测最大离群偏离度大于第一预设范围最大值的第一持续时长,并记录为第
一时长数值;若检测最小离群偏离度小于第一预设范围最小值,故障预警系统监测最小离
群偏离度小于第一预设范围最小值的第二持续时长,并记录为第二时长数值。可以理解地,
若运行设备的参数超过正常偏离范围时长大于预设时长,则说明运行设备存在发生故障的
趋势。进一步地,故障预警系统检测第一时长数值与第二时长数值中是否存在任一时长数
值大于用户设定的预设时长,若经检测第一时长数值与第二时长数值中存在任一时长数值
大于用户设定的预设时长,故障预警系统在短信平台中进行权限配置,根据记录的第一时
长数值与第二时长数值生成故障预警信息,通过短信将故障预警信息发送给与运行设备相
关的工作人员,以便于专业工程师、主管等工作人员根据故障预警信息对运行设备进行防
范处理,例如对运行设备进行排查、重点关注与该参数相关的设备部件,以确保设备正常运
行。
发送给与运行设备相关的工作人员,以便于专业工程师、主管等工作人员根据故障预警信
息对运行设备进行防范处理。为更进一步地确保当前运行设备的安全,故障预警系统对离
群偏离度是否超出第二预设范围进行检测,以确定运行设备是否已发生故障,具体地,所述
根据所述离群偏离度对所述运行设备进行故障预警的步骤还包括:
行,故障预警系统检测离群偏离度中的最大离群偏离度是否大于第二预设范围最大值,以
及检测离群偏离度中的最小离群偏离度是否小于第二预设范围最小值。进一步地,若经检
测最大离群偏离度大于表征设备正常运行时可接受参数偏离的最大范围的第二预设范围
最大值,或最小离群偏离度小于表征设备正常运行时可接受参数偏离的最大范围的第二预
设范围最小值,故障预警系统判定运行设备发生故障,调用报警装置发出报警信息,以提醒
工作人员停止设备的运行并对设备进行维修,避免因设备长时间在故障的情况下运行而导
致事故发生,其中报警信息可以为闪烁警报灯或响起警报铃声。
行优化,提高报警信息的准确度。进一步地,故障预警系统通过大数据收集一定时间内的故
障预警信息,并将收集的故障预警信息与报警数据进行比对,分析得到运行设备发送老化
或异常的规律信息,实现运行设备智能异常预警的有益效果。
的运行并对设备进行维修,以保证设备的正常运行。此外,故障预警系统通过大数据收集一
定时间内的预警信息,并将收集的预警信息与报警信息进行比对,分析得到运行设备发送
老化或异常的规律信息,实现运行设备智能异常预警的有益效果。
例中,所述基于所述目标离群组,计算离群偏离度的步骤包括:
计算点数值的第一平均值。进一步地,故障预警系统调用计算软件将最大离群组数值减去
第一平均值,得到第一差异值。进一步地,故障预警系统将第一差异值与第一平均值做比值
运算,得到表征最大离群组与第一平均值的偏离程度的最大离群偏离度。进一步地,故障预
警系统提取目标离群组中数值最小的计算点数值,将提取的数值最小的计算点数值确定为
最小离群点,并计算目标离群组中除了最小离群点之外的所有计算点数值的第二平均值。
进一步地,故障预警系统调用计算软件将第二平均值减去最小离群组数值,得到第二差异
值。进一步地,故障预警系统将第二差异值与第二平均值做比值运算,得到表征最小离群组
与第二平均值的偏离程度的最小离群偏离度。
实施例中,所述异常的计算点数值包括坏点数值、限制点位数值、偏离点数值;所述检测所
述离群组中是否存在异常的计算点数值,若存在异常的所述计算点数值,则将异常的所述
计算点数值移除所述离群组的步骤包括:
述离群组。
数值从离群组中移除,避免因使用无意义的坏点数值进行计算而降低计算结果的准确度。
进一步地,故障预警系统检测组成离群组的多个计算点数值中是否存在表征因设备未运行
而使检测仪器采集到固定数值的数值点的限制点位数值,具体地,故障预警系统检测运行
设备的限制点位数值,判断离群组中的计算点数值是否有条件参与离群运算。例如,在根据
运行电机的温度对电机进行故障预警时,电机的限制点位为该电机的启停状态,可以理解
地,若电机启动,则检测到的该电机的限制点位数值为正数,判定参与离群运算;若电机停
机,则检测到的该电机的限制点位数值为负数,判定将限制点位数值移除离群运算。进一步
地,若无法获取电机的启停状态,则限制点位可设置为检测电机转速数值是否大于用户设
置的第一设定值或电机电流数值是否大于用户设定的第二设定值,若电机转速数值大于用
户设置的第一设定值或电机电流数值大于用户设定的第二设定值,则判定参与离群运算;
若电机转速数值小于或等于用户设置的第一设定值,或电机电流数值小于或等于用户设定
的第二设定值,则判定将限制点位数值移除离群运算,避免因使用无意义的未运行设备数
值点对应的限制点位数值进行计算而降低计算结果的准确度。进一步地,故障预警系统检
测组成离群组的多个计算点数值中是否存在表征因设备部件损坏而导致检测仪器采集到
数值偏离预设范围的偏离点数值,若检测存在偏离点数值,则将偏离点数值从离群组中移
除,避免因使用无意义的偏离点数值进行计算而降低计算结果的准确度。通过将离群组中
无意义的坏点数值、限制点位数值、偏离点数值等异常的计算点数值从离群组中移除,因避
免使用无意义计算点数值进行计算,提高计算结果的准确度。
确度。
施例,在第五实施例中,所述得到目标离群组的步骤之后包括:
设阈值为用户根据自身需求设定,当目标离群组中计算点数值的数量大于或等于预设阈值
时,计算出来的离群偏离度才具有一定的预警意义。进一步地,若检测目标离群组中计算点
数值的数量大于或等于预设阈值,故障预警系统判定目标离群组中计算点数值的数量达到
计算离群偏离度的条件,则执行基于所述目标离群组,计算离群偏离度的步骤。进一步地,
若检测目标离群组中计算点数值的数量小于预设阈值,则判定目标离群组中计算点数值的
数量未达到计算离群偏离度的条件,故障预警系统显示计算失败的提示信息,并进行下一
类型基于离群参数的设备故障预警,避免因计算无意义的离群偏离度结果而耗费人力、物
力,提高基于离群参数的设备故障预警的效率,保证基于离群参数的设备故障预警的有效
性。
设阈值,则显示计算失败的提示信息,因避免计算无意义的离群偏离度结果而耗费人力、物
力,提高基于离群参数的设备故障预警的效率,保证基于离群参数的设备故障预警的有效
性。
除所述离群组。
步骤;
表,以供所述运行设备对应的工作人员对所述故障预警报表进行查看。
工作人员进行防范处理。
信息。
时实现上述基于离群参数的设备故障预警方法各实施例的步骤。
参数的设备故障预警方法各实施例基本相同,在此不做赘述。
且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有
的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做
出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质
(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是固定终端,如物
联网智能设备,包括智能空调、智能电灯、智能电源、智能路由器等智能家居;也可以是移动
终端,包括智能手机、可穿戴的联网AR/VR装置、智能音箱、自动驾驶汽车等诸多联网设备)
执行本发明各个实施例所述的方法。
术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。