本發(fā)明涉及水利行業(yè)智能泵站領(lǐng)域，具體地涉及一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、水利行業(yè)泵站是運(yùn)用泵站主機(jī)組等機(jī)械、電氣設(shè)施傳遞和轉(zhuǎn)換能量、實(shí)現(xiàn)水體輸送以興利避害的水利工程，實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用。對(duì)于水利行業(yè)泵站主機(jī)組這種低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件故障引起的沖擊信號(hào)會(huì)激起高頻固有頻率，在頻譜上表現(xiàn)出共振帶，即低頻故障信號(hào)作為某高頻載波的邊頻出現(xiàn)。對(duì)于這種出現(xiàn)調(diào)制現(xiàn)象的故障信號(hào)，需要通過(guò)包絡(luò)進(jìn)行分析診斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以解決上述問(wèn)題。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，所述泵站主機(jī)組安裝有多個(gè)加速度振動(dòng)傳感器，其中，所述方法包括以下步驟：

3、s1.獲取加速度振動(dòng)傳感器采集的振動(dòng)加速度信號(hào)并進(jìn)行抗混疊數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取，得到振動(dòng)波形數(shù)據(jù)；

4、s2.將振動(dòng)波形數(shù)據(jù)輸入到包絡(luò)算法模塊中，計(jì)算振動(dòng)包絡(luò)波形；

5、s3.判斷振動(dòng)包絡(luò)峰峰值是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則發(fā)出故障報(bào)警。

6、進(jìn)一步地，s2包括：

7、s21.對(duì)振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行帶通濾波，包括二階低通濾波和四階高通濾波；

8、s22.對(duì)帶通濾波后的振動(dòng)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行整流；

9、s23.判斷是否需要進(jìn)行增強(qiáng)解調(diào)，若是，則進(jìn)入s24，否則進(jìn)入s25；

10、s24.進(jìn)行第一次包絡(luò)計(jì)算，得到振動(dòng)包絡(luò)波形數(shù)據(jù)；

11、s25.依次對(duì)振動(dòng)波形數(shù)據(jù)或振動(dòng)包絡(luò)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行二階低通濾波，四階低通濾波和四階高通濾波，其中，二階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率與步驟s21中四階高通濾波的轉(zhuǎn)折頻率相同，四階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為vhpf～ehpf，四階高通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為0.01hz～vlpf，其中，ehpf是包絡(luò)的高通濾波器轉(zhuǎn)折頻率、與步驟s21中四階高通濾波的轉(zhuǎn)折頻率相同，vhpf是可變的高通濾波器轉(zhuǎn)折頻率，vlpf是可變的低通濾波器轉(zhuǎn)折頻率；

12、s26.進(jìn)行第二次包絡(luò)計(jì)算，得到振動(dòng)包絡(luò)峰峰值和峰值。

13、進(jìn)一步地，s24的具體過(guò)程為：將波形數(shù)據(jù)的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予a0，根據(jù)構(gòu)建的指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)賦予a0，并將該數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻賦予t0，重新構(gòu)建指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)小于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則使用計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，且指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)不變；依次計(jì)算每個(gè)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)；其中，t0是指對(duì)應(yīng)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)的波形數(shù)據(jù)的時(shí)刻，a0為t0時(shí)刻的波形數(shù)據(jù)，t是指從t0時(shí)刻開(kāi)始的時(shí)間，τ為時(shí)間常數(shù)，τ＝4.1/ehpf秒。

14、進(jìn)一步地，vhpf和ehpf的頻率范圍為0.01～4000hz,且vhpf<ehpf；vlpf的頻率范圍為0.01～4000hz。

15、進(jìn)一步地，s26的具體過(guò)程為：將波形數(shù)據(jù)的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予a0，根據(jù)構(gòu)建的指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)賦予a0，并將該數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻賦予t0，重新構(gòu)建指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)；如果波形數(shù)據(jù)小于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則使用計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，且指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)不變；依次計(jì)算每個(gè)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)，結(jié)束后對(duì)該波形數(shù)據(jù)進(jìn)行一階低通濾波；其中，t0是指對(duì)應(yīng)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)的波形數(shù)據(jù)的時(shí)刻，a0為t0時(shí)刻的波形數(shù)據(jù)，t是指從t0時(shí)刻開(kāi)始的時(shí)間，τ為時(shí)間常數(shù)，當(dāng)vhpf大于等于2.5hz時(shí)，τ為2.7秒，當(dāng)vhpf小于2.5hz時(shí)，τ為8.1/vhpf秒；一階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為0.3hz。

16、進(jìn)一步地，在s26中，還包括：在包絡(luò)計(jì)算結(jié)束后對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行一階低通濾波，其中，一階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為0.3hz。

17、進(jìn)一步地，s21中二階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為100～20000hz，四階高通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為10～4000hz。

18、進(jìn)一步地，s22具體為對(duì)波形數(shù)據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)取數(shù)學(xué)絕對(duì)值。

19、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)置有處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法的步驟。

20、根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其中，所述計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法的步驟。

21、采用本發(fā)明的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站主機(jī)組的故障進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，提高故障報(bào)警的準(zhǔn)確性，確保泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，所述泵站主機(jī)組安裝有多個(gè)加速度振動(dòng)傳感器，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s2包括：

3.如權(quán)利要求2所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s24的具體過(guò)程為：將波形數(shù)據(jù)的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予a0，根據(jù)構(gòu)建的指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)賦予a0，并將該數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻賦予t0，重新構(gòu)建指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)小于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則使用計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，且指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)不變；依次計(jì)算每個(gè)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)；其中，t0是指對(duì)應(yīng)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)的波形數(shù)據(jù)的時(shí)刻，a0為t0時(shí)刻的波形數(shù)據(jù)，t是指從t0時(shí)刻開(kāi)始的時(shí)間，τ為時(shí)間常數(shù)，τ＝4.1/ehpf秒。

4.如權(quán)利要求2所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，vhpf和ehpf的頻率范圍為0.01～4000hz,且vhpf<ehpf；vlpf的頻率范圍為0.01～4000hz。

5.如權(quán)利要求2所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s26的具體過(guò)程為：將波形數(shù)據(jù)的第一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予a0，根據(jù)指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)賦予a0，并將該數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻賦予t0，重新構(gòu)建指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)；如果下一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形數(shù)據(jù)小于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，則使用計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)，且指數(shù)衰減系數(shù)函數(shù)不變；依次計(jì)算每個(gè)波形數(shù)據(jù)點(diǎn)；其中，t0是指對(duì)應(yīng)大于計(jì)算包絡(luò)數(shù)據(jù)的波形數(shù)據(jù)的時(shí)刻，a0為t0時(shí)刻的波形數(shù)據(jù)，t是指從t0時(shí)刻開(kāi)始的時(shí)間，τ為時(shí)間常數(shù)，當(dāng)vhpf大于等于2.5hz時(shí)，τ為2.7秒，當(dāng)vhpf小于2.5hz時(shí)，τ為8.1/vhpf秒。

6.如權(quán)利要求5所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在s26中，還包括：在包絡(luò)計(jì)算結(jié)束后對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行一階低通濾波，其中，一階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為0.3hz。

7.如權(quán)利要求2所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s21中二階低通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為100～20000hz，四階高通濾波的轉(zhuǎn)折頻率為10～4000hz。

8.如權(quán)利要求2所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，s22具體為對(duì)波形數(shù)據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)取數(shù)學(xué)絕對(duì)值。

9.一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集器，所述數(shù)據(jù)采集器內(nèi)置有處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器儲(chǔ)存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種泵站主機(jī)組故障監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述泵站主機(jī)組安裝有多個(gè)加速度振動(dòng)傳感器，所述方法包括以下步驟：S1.獲取加速度振動(dòng)傳感器采集的振動(dòng)加速度信號(hào)并進(jìn)行抗混疊數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)抽取，得到振動(dòng)波形數(shù)據(jù)；S2.將振動(dòng)波形數(shù)據(jù)輸入到包絡(luò)算法模塊中，計(jì)算振動(dòng)包絡(luò)波形；S3.判斷振動(dòng)包絡(luò)峰峰值是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則發(fā)出故障報(bào)警。采用本發(fā)明的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站主機(jī)組的故障進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，提高故障報(bào)警的準(zhǔn)確性，確保泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：王齊領(lǐng),張貴軍,呂昌,郭世嘉,唐秋鳳,劉福全,楊秀紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州辰安信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19