一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法
2023-10-10 03:35:59 2
一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法
【專利摘要】本發明公開了發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，包括：發電機勵磁系統就地異常關聯根據數據篩選算法規則進行篩選，有效數據壓縮；將發電機勵磁系統的異常及故障信息發送至遠方伺服器；遠方伺服器建立專家知識庫比對勵磁系統的異常及故障特徵，對故障進行定位，對事故進行預警。其有益效果為：篩選就地發電機勵磁系統傳感器及模擬量輸入輸出信號，簡化提煉有效信號；數據單向傳輸到遠方伺服器，避免遠方對就地勵磁系統的幹擾及控制；伺服器通過專家庫比對數據特徵，快速分析異常及故障信息，定位故障原因及預測事故發生。
【專利說明】一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法
【技術領域】
[0001]涉及一種故障遠程診斷方法，特別是一種發電機勵磁系統故障及預警數據信息遠程傳輸與判定。
【背景技術】
[0002]勵磁系統是發電機組的控制核心。由於故障類型較複雜，影響系統運行情況的因素很多，勵磁系統的故障定位分析極其困難。發生異常後僅僅依靠就地的故障信號報出及顯示，現場人員往往響應速度慢且受限於技術能力無法快速的判斷故障原因，更無法對當前異常引發的擴大故障進行預測。若是能夠將故障數據實時提交給遠方伺服器或專家進行故障分析，可以最快的為現場提供支撐。因此有必要及時的將裝置異常數據提交給遠方進行快速分析診斷，降低事故發生機率，避免經濟損失。
[0003]常用故障遠程診斷模式採用乙太網的接入方式，這種聯網方式的優點是聯網方便。但也有其弱點，乙太網並不能保證信息的可靠傳遞，在Internet上容易受到攻擊，安全性不能得到可靠的保證。勵磁系統是發電機組的控制核心，若是受到攻擊將會導致發電機組調節失控，照成不可預計的損失。有必要採用一種簡單可靠的單向傳輸接入方式，將故障數據信息及時傳遞到遠方預測診斷系統。
【發明內容】
[0004]本發明目的是提供一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法。所要解決的技術問題是如何可靠的將異常或故障勵磁系統數據信息發送至遠方並及時診斷故障原因及預測事故發生。
[0005]為實現上述發明目的，本發明發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，包括以下步驟:
[0006]I)勵磁系統就地異常關聯根據數據篩選算法規則進行篩選，將篩選出的有效數據壓縮；
[0007]2)將勵磁系統的異常及故障信息(有效數據)發送至遠方伺服器；
[0008]3)遠方伺服器建立專家知識庫比對勵磁系統的異常及故障特徵，對故障進行定位，對事故進行預警。
[0009]上述方法的有益效果為:篩選就地發電機勵磁系統傳感器及模擬量輸入輸出信號，簡化提煉有效信號；數據單向傳輸到遠方伺服器，避免遠方對就地勵磁系統的幹擾及控制；伺服器通過專家庫比對數據特徵，快速分析異常及故障信息，定位故障原因及預測事故發生。
[0010]在所述步驟I)中，具體步驟為:
[0011]11)勵磁系統狀態及故障異常數據準備，從勵磁系統監控數據中確定運行狀態條件屬性集合和故障異常結論屬性集合，選擇各屬性的值域，將數據中相應的數值進行轉換，得到一個符合前面所提出的知識表達系統，記為S = {U，C U {d}}，在這裡C表示複雜系統運行情況的影響因素，d表示複雜系統的初步故障診斷結果；
[0012]12)勵磁系統狀態及故障異常粗糙分類，利用狀態條件屬性集合C和故障異常結論屬性d進行分類，得到C/U和d/U，由此得到狀態條件屬性集合C關於故障異常結論屬性d得正域Posjd)，並得到故障異常結論屬性d關於狀態條件屬性C的依賴度Yjd);
[0013]13)勵磁系統狀態及故障異常數據約簡粗糙分類，對狀態條件屬性集合C中的屬性進行約簡計算，分別去掉X1, X2,…，乂?後得到決策集合C1, C2,…，Cn，在分別對這些決策集合進行粗糙分類，有U/Ci，U/C2，…，U/Cn，再計算故障異常結論屬性d關於Ci(i =1，2，…，n)的依賴度Yci(Cl)；
[0014]14)勵磁系統狀態及故障異常數據的篩選，計算各狀態屬性的數據重要度
[0015]Qcd(Ci) = Yc(d)-Yci(d)，調用給定的屬性重要度σΜ，比較它們之間的大小，如果Qcd(Ci) ( σΜ滿足，則刪除數據屬性Xi，否則保留；
[0016]15)勵磁系統狀態及故障異常規則的產生，依次循環篩選出一些不重要的屬性之後，對篩選後的數據進行粗糙處理和分析，得到一系列的控制規則:
[0017]規則I IF Condit1n I 滿足 THEN 採取 Decis1n I ；
[0018]規則2 IF Condit1n 2 滿足 THEN 採取 Decis1n 2 ；
[0019]......。
[0020]在所述步驟2)中，具體步驟為:
[0021]21)勵磁系統狀態及故障異常數據篩選後，故障類型關聯數據變化量並進行簡化，下發至勵磁系統調節器工控機；
[0022]22)將有效數據通過HyperTerminal對其提供的AT指令進行交互操作將簡化數據傳輸到SIM模塊；SIM模塊通過串口和PC連接，也就是數據是在串口上傳輸，所以藉助VB中的MSComm通訊控制項來實現串口通信，通過對該控制項屬性和事件的編程來實現對短消息的處理應答；
[0023]23) SIM模塊將簡化數據編輯為簡訊發送至遠方伺服器進行故障診斷及預測。
[0024]在所述步驟3)中，具體步驟為:
[0025]31)利用粗糙集理論根據故障異常影響的性質不同，將故障分為系統層故障和設備層故障，而且發電機組勵磁系統在不同的工況下有不同的評價標準，表現出來的主要故障以及同一故障在不同工況下的故障特徵都不一樣，故而利用粗糙分類的特性將勵磁系統的系統層故障按機組運行工況，設備層故障按實際設備單元分類；
[0026]32)建立故障狀態信息與故障類別的關聯關係，給出相應的算法規則，利用簡化的資料庫對複雜設備系統的結構進行詳細的分析，從而構建基於模型知識的系統；
[0027]33)伺服器接收數據後與專家庫中基於模型知識的系統進行比對，迅速定位勵磁故障類型及原因，根據異常及故障擴大趨勢進行預測判定；若專家庫內無此知識可查，報送專業人員進行人工分析及判定，並將結果補充至專家庫；
[0028]34)伺服器將故障內容及信息進行報送，通過機組及聯繫人資料庫將診斷結果簡訊方式發送至相應負責人。
[0029]本發明結合發電機勵磁系統的安全可靠特殊應用要求，利用數據篩選算法規則簡化故障異常數據，採用SIM模塊物理隔離的單向遠程傳輸方式，通過專家庫在遠方實現發電機勵磁系統的故障診斷及預測。發電機勵磁系統故障遠程診斷方法及裝置的使用，提高了發電機組勵磁系統的可靠性，降低了發電機組的運行風險及故障帶來的經濟損失，並為現場人員維護帶來了極大的便利。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為本發明的發電機勵磁系統故障遠程診斷流程圖。
[0031]圖2為本發明的數據篩選流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍，在閱讀了本發明之後，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0033]本發明為一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法及裝置，提高了發電機組勵磁系統的可靠性，降低了發電機組的運行風險及故障帶來的經濟損失，並為現場人員維護帶來了極大的便利，實施如圖1所示包括以下步驟:
[0034]I)勵磁系統就地異常關聯根據數據篩選算法規則進行篩選，所示如圖2有效數據簡化:1>準備勵磁系統狀態及故障異常數據；2>對勵磁系統狀態及故障異常進行粗糙分類；3>對勵磁系統狀態及故障異常數據約簡粗糙分類；4>對勵磁系統狀態及故障異常數據進行篩選；5>制定勵磁系統狀態及故障異常的規則；
[0035]2)將有效數據通過HyperTerminal (超級終端)對其提供的AT指令進行交互操作將簡化數據傳輸到SM模塊。SM模塊通過串口和PC連接，也就是數據是在串口上傳輸，所以藉助VB中的MSComm通訊控制項來實現串口通信，通過對該控制項屬性和事件的編程來實現對短消息的處理應答；
[0036]3) SIM模塊將簡化數據編輯為簡訊發送至遠方伺服器進行故障診斷及預測；
[0037]4)伺服器接收數據後與專家庫中基於模型知識的系統進行比對，迅速定位勵磁故障類型及原因，根據異常及故障擴大趨勢進行預測判定。若專家庫內無此知識可查，報送專業人員進行人工分析及判定，並將結果補充至專家庫；
[0038]5)伺服器將故障內容及信息進行報送。通過機組及聯繫人資料庫將診斷結果簡訊方式發送至相應負責人。
[0039]I)篩選就地發電機勵磁系統傳感器及模擬量輸入輸出信號,簡化提煉有效信號；
[0040]2)數據單向傳輸到遠方伺服器，避免遠方對就地勵磁系統的幹擾及控制；
[0041]3)伺服器通過專家庫比對數據特徵，快速分析異常及故障信息，定位故障原因及預測事故發生。
【權利要求】
1.一種發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)勵磁系統就地異常關聯根據數據篩選算法規則進行篩選，將篩選出的有效數據壓縮； 2)將勵磁系統的異常及故障信息發送至遠方伺服器； 3)遠方伺服器建立專家知識庫比對勵磁系統的異常及故障特徵，對故障進行定位，對事故進行預警。
2.根據權利要求1所述的發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，其特徵在於，在所述步驟I)中，具體步驟為: 11)勵磁系統狀態及故障異常數據準備，從勵磁系統監控數據中確定運行狀態條件屬性集合和故障異常結論屬性集合，選擇各屬性的值域，將數據中相應的數值進行轉換，得到一個符合前面所提出的知識表達系統，記為S= {U, C U {d}}，在這裡C表示複雜系統運行情況的影響因素，d表示複雜系統的初步故障診斷結果； 12)勵磁系統狀態及故障異常粗糙分類，利用狀態條件屬性集合C和故障異常結論屬性d進行分類，得到C/U和d/U，由此得到狀態條件屬性集合C關於故障異常結論屬性d得正域Posjd)，並得到故障異常結論屬性d關於狀態條件屬性C的依賴度Yc;(d); 13)勵磁系統狀態及故障異常數據約簡粗糙分類，對狀態條件屬性集合C中的屬性進行約簡計算，分別去掉X1, X2,…，Xn後得到決策集合C1, C2,…，Cn，在分別對這些決策集合進行粗糙分類，有U/CpU/Cy…，U/Cn，再計算故障異常結論屬性d關於Ci(i = 1，2，…，η)的依賴度Yei(Cl)； 14)勵磁系統狀態及故障異常數據的篩選，計算各狀態屬性的數據重要度Oa(Ci)=Yc(d)_ YCi(d)，調用給定的屬性重要度σ M，比較它們之間的大小，如果Ocd(Ci) ( σ 0i滿足，則刪除數據屬性Xi，否則保留； 15)勵磁系統狀態及故障異常規則的產生，依次循環篩選出一些不重要的屬性之後，對篩選後的數據進行粗糙處理和分析，得到一系列的控制規則: 規則 I IF Condit1n I 滿足 THEN 採取 Decis1n I ； 規則 2 IF Condit1n 2 滿足 THEN 採取 Decis1n 2 ；
O
3.根據權利要求1所述的發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，其特徵在於，在所述步驟2)中，具體步驟為: 21)勵磁系統狀態及故障異常數據篩選後，故障類型關聯數據變化量並進行簡化，下發至勵磁系統調節器工控機； 22)將有效數據通過HyperTerminal對其提供的AT指令進行交互操作將簡化數據傳輸到SM模塊；SM模塊通過串口和PC連接，也就是數據是在串口上傳輸，所以藉助VB中的MSComm通訊控制項來實現串口通信，通過對該控制項屬性和事件的編程來實現對短消息的處理應答； 23)SIM模塊將簡化數據編輯為簡訊發送至遠方伺服器進行故障診斷及預測。
4.根據權利要求1所述的發電機勵磁系統故障遠程診斷方法，其特徵在於， 在所述步驟3)中，具體步驟為: 31)利用粗糙集理論根據故障異常影響的性質不同，將故障分為系統層故障和設備層故障，而且發電機組勵磁系統在不同的工況下有不同的評價標準，表現出來的主要故障以及同一故障在不同工況下的故障特徵都不一樣，故而利用粗糙分類的特性將勵磁系統的系統層故障按機組運行工況，設備層故障按實際設備單元分類； 32)建立故障狀態信息與故障類別的關聯關係，給出相應的算法規則，利用簡化的資料庫對複雜設備系統的結構進行詳細的分析，從而構建基於模型知識的系統； 33)伺服器接收數據後與專家庫中基於模型知識的系統進行比對，迅速定位勵磁故障類型及原因，根據異常及故障擴大趨勢進行預測判定；若專家庫內無此知識可查，報送專業人員進行人工分析及判定，並將結果補充至專家庫； 34)伺服器將故障內容及信息進行報送，通過機組及聯繫人資料庫將診斷結果簡訊方式發送至相應負責人。
【文檔編號】G01R31/34GK104267346SQ201410459814
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】萬泉, 許其品, 朱宏超, 耿敏彪, 袁亞洲, 鄭堯山, 張傳標, 林元飛, 桑煜 申請人:國電南瑞科技股份有限公司