电厂设备运行故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电厂运行维护技术领域，更具体地，涉及电厂设备运行故障诊断系统及方法，包括有前端采集系统、中继传输系统、后台集中信息处理系统，前端采集系统包括有巡检平台和固定检测平台，还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的工控模块和信息采集模块，信息采集模块与工控模块连接，工控模块能够与中继传输系统进行数据传输；中继传输系统与后台集中信息处理系统连接。本发明专利技术提供电厂设备运行故障诊断系统及方法，采用瘦采集前端+后台集中信息处理系统的分布式架构，对故障状态等进行有效分析。

Operation fault diagnosis system and method of power plant equipment

【技术实现步骤摘要】
电厂设备运行故障诊断系统及方法
本专利技术涉及电厂运行维护
，更具体地，涉及电厂设备运行故障诊断系统及方法。
技术介绍
火电厂是重要的能源生产部门，需要保持长年累月的可靠运行。火电厂内设备种类较多，工作环境较为复杂，一旦出现故障要尽快发现并及时处理，日常管理中，对设备进行巡检是电厂主要工作。由于厂区内高热、高噪声等环境对巡检人员的身体健康是不利的，而且人工巡检周期较长，比较耗费人工，因此无人巡检系统逐步得以发展。厂区内环境复杂、干扰因素较多，无人巡检和故障诊断都还存在较多的问题难以解决。首先，生产现场存在较强的干扰，导致设备故障特征不易被检测到，例如泄漏水、油、冒烟、蒸汽泄漏等，尤其是早期的泄漏源，由于背景和光线的原因不易被发现。其次，自动巡检系统缺少诊断能力，很难结合检测结果对故障进行诊断决策。近年来适用于电厂的无人巡检系统与方法有比较多的研究成果。但相关技术成果中，检测环节需要对待检测设备进行一定改装，无法通用于一般性设备，例如对漏水的检测需要通过喷涂在待检测设备上的涂漆遇水变色来实现。或者巡检系统的数据处理的系统架构在信息采集方面未使用相关的信息采集辅助设备，造成检测数据采集不完整、不准确，不足以应付电厂复杂的环境检测。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的人工巡检周期较长、环境干扰强及缺少自诊断能力的问题，提供电厂设备运行故障诊断系统及方法，采用瘦采集前端+后台集中信息处理系统的分布式架构，对故障状态等进行有效分析和诊断。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一套电厂设备运行故障诊断系统，包括有前端采集系统、中继传输系统、后台集中信息处理系统。前端采集系统包括有巡检平台和固定检测平台，还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的工控模块和信息采集模块，信息采集模块与工控模块连接，工控模块能够与中继传输系统进行数据传输；中继传输系统与后台集中信息处理系统连接。本方案中，巡检平台搭载工控模块和信息采集模块，通过巡检过程对各个区域的设备进行参数采集，固定检测平台搭载工控模块和信息采集模块，对巡检平台不易到达的区域进行数据采集，工控模块将采集的数据传输到中继传输系统，再经过中继传输系统传输到后台集中信息处理系统，对数据进行自动化处理分析并对设备进行故障诊断。在一个实施方式中，信息采集模块包括有采像模块、气体探测模块、测振模块和拾音模块。优选地，前端采集系统还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的信息采集辅助模块，信息采集辅助模块包括有光源模块、降噪模块和云台，光源模块、降噪模块集成在云台上，信息采集辅助模块与工控模块连接。优选地，采像模块包括有相机和红外热成像仪，光源模块包括有白LED光源、红LED光源、紫外光源。优选地，巡检平台包括有移动机器人，移动机器人上设有RFID读卡模块，在待检测区域设置RFID标签。优选地，固定检测平台设有支架。优选地，中继传输系统设有若干个无线AP和通讯基站，工控模块设有无线通讯子模块，无线AP设于检测区域，无线AP与工控模块的无线通讯子模块无线连接，无线AP与后台集中信息处理系统通过通讯基站连接。优选地，后台集中信息处理系统包括有分析诊断模块、存储模块、操作台、人机交互模块，人机交互模块与分析诊断模块连接，分析诊断模块用于处理前端采集系统采集的数据，并对设备进行状态诊断，存储模块用于存储分析诊断模块的分析诊断结果。本申请提供电厂运行故障智能检测与诊断方法，包括有以下步骤，S1：建立数字现场三维模型：根据设备的形状尺寸和位置尺寸，绘制待检测厂区以及厂区内设备的三维模型，记录现场以及现场设备的信息；S2：任务规划：在数字现场三维模型的基础上结合待检测区域设备的特性，在数字现场三维模型上划分待检测区域，在后台集中信息处理系统的分析诊断模块上对待检测区域进行任务规划；S3：分发检测任务；后台集中信息处理系统将检测任务通过中继传输系统分发至各个前端采集系统中；S4：开启检测任务：各前端采集系统收到检测任务后启动检测工作，巡检平台收到检测任务指令后启动，按预定的任务规划自主进行巡检工作或通过手动操作巡检平台进行巡检，固定检测平台收到检测任务后唤醒信息采集模块；S5：执行检测任务：巡检平台启动后前往检测工位，巡检平台和固定检测平台在信息采集设备和信息采集辅助模块的配合下获取检测数据；S6：传输检测数据：各前端采集系统的工控模块将信息采集模块采集到的检测数据进行转制打包，工控模块将检测数据的数据包传送至中继传输系统的无线AP中，无线AP再通过无线网络将检测数据的数据包传送至通讯基站，通讯基站再通过光纤将检测数据的数据包传至后台集中信息处理系统；S7：分析检测数据：后台集中信息处理系统收到检测数据的数据包后，分析诊断模块开始进行检测数据的处理分析，对故障特征进行提取和识别；S8：诊断故障与设备：根据提取到的故障特征，后台集中信息处理系统根据设备属性和对比历史数据，对故障和相应设备进行诊断，判断设备的状态并通过设备之间的关联性进一步判断与当前被检测设备相关的其他设备所处的状态，若判断设备属于正常状态，则执行步骤S9，若判断设备处于异常情况则通过预设渠道发出相应等级的报警信息，其后运维人员通过人机交互设备进行故障人工复核，若人工复核的结果为正常则执行步骤S9，若不正常则派遣相关人员前往故障点采取运维措施，巡检平台继续执行步骤S9，将最终的分析诊断结果存入存储模块，作为历史数据以备比对；S9：工位判断：巡检平台完成当前检测工位的检测任务后进行工位判断，若当前工位为最后一个工位则执行步骤S10，若当前工位不是最后一个工位，则再次启动前往下一检测工位，重复执行步骤S5至步骤S8，完成所有检测工位的检测任务；S10：完成检测任务：当巡检平台和固定检测平台按预设任务规划采集完数据后，固定检测平台停止采集，恢复成待机姿态并关闭自身的信息采集模块和信息采集辅助模块，巡检平台按预设路线返回并关闭自身的信息采集模块和信息采集辅助模块进入待机模式；若任务规划没有改变则在间隔预定时间后自动重复执行步骤S4，若后台集中信息处理系统有新的任务规划则从步骤S3开始执行检测任务。优选地，步骤S5中，固定检测平台直接采集待检测设备的相关检测数据，其中巡检平台的移动机器人按任务规划的路线前往检测工位，RFID读卡模块读取到预设的RFID标签信号时，移动机器人停止前进并使用信息采集模块与信息采集辅助模块开始采集检测数据，首先通过信息采集模块中的设备获取初始数据作为对环境的检测，通过工控模块分析检测数据识别当前环境，根据对环境的识别使用信息采集辅助模块并将设备调整至适应环境的参数，信息采集模块在信息采集辅助模块的辅助下采集到数据。本专利技术与现有技术相比，具有以下特点：1、本专利技术根据先验知识进行任务规划，按现场分布特征将整个巡检区域按照区域，工位，点位划分为多个小区域，按照重要性等级设置重点巡视区域，通过路径规划使待检测区域实现全方位覆盖。其次结合每个工位的重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，包括有前端采集系统、中继传输系统、后台集中信息处理系统，所述前端采集系统包括有巡检平台和固定检测平台，还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的工控模块和信息采集模块，所述信息采集模块与工控模块连接，所述工控模块能够与中继传输系统进行数据传输；所述中继传输系统与后台集中信息处理系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，包括有前端采集系统、中继传输系统、后台集中信息处理系统，所述前端采集系统包括有巡检平台和固定检测平台，还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的工控模块和信息采集模块，所述信息采集模块与工控模块连接，所述工控模块能够与中继传输系统进行数据传输；所述中继传输系统与后台集中信息处理系统连接。


2.根据权利要求1所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述信息采集模块包括有采像模块、气体探测模块、测振模块和拾音模块。


3.根据权利要求2所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述前端采集系统还包括有设于巡检平台和固定检测平台上的信息采集辅助模块，所述信息采集辅助模块包括有光源模块、云台，所述光源模块集成在云台上，所述信息采集辅助模块与工控模块连接。


4.根据权利要求3所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述采像模块包括有相机和红外热成像仪，所述光源模块包括有白LED光源、红LED光源、紫外光源。


5.根据权利要求3所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述巡检平台包括有移动机器人，所述移动机器人上设有RFID读卡模块，在待检测区域设置RFID标签。


6.根据权利要求3所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述固定检测平台设有支架。


7.根据权利要求3所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述中继传输系统设有若干个无线AP和通讯基站，所述工控模块设有无线通讯子模块，所述无线AP设于检测区域，所述无线AP与工控模块的无线通讯子模块无线连接，所述无线AP与后台集中信息处理系统通过通讯基站连接。


8.根据权利要求3所述的电厂设备运行故障诊断系统，其特征在于，所述后台集中信息处理系统包括有存储模块、分析诊断模块、人机交互模块，所述人机交互模块与分析诊断模块连接，所述分析诊断模块用于处理前端采集系统采集的数据，并对设备进行状态诊断，所述存储模块用于存储分析诊断模块的分析诊断结果。


9.电厂设备运行故障诊断方法，其特征在于，包括有以下步骤，
S1：建立数字现场三维模型：根据设备的形状尺寸和位置尺寸，绘制待检测厂区以及厂区内设备的三维模型，记录现场以及现场设备的信息；
S2：任务规划：在数字现场三维模型的基础上结合待检测区域设备的特性，在数字现场三维模型上划分待检测区域，在后台集中信息处理系统的分析诊断模块上对待检测区域进行任务规划；
S3：分发检测任务；后台集中信息处理系统将检测任务通过中继传输系统分发至各个前端采集系统中；
S4：开启检测任务：各前端采集系统收...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟鹏，白玉峰，孙叶柱，林楚伟，冯庭有，朱晨亮，尤亮，江永，杨宝锷，包能胜，吴涛，李昌洪，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司海门电厂，汕头大学，
类型：发明
国别省市：广东;44