一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统技术方案

本发明专利技术提出一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统。方法包括：在每路测量通道采用预定义测量机制的温度传感器；基于当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值；根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值；如果当前时刻测量通道的监测值与历史监测值的序列的均值的差值的绝对值大于阈值，则舍弃测量通道的监测值，得到正确测量通道的监测值；对正确监测通道的监测值加权求平均值，求得当前时刻的填料函温度的最终监测值。本发明专利技术提出的方案，通过各测量通道的监测值和异常值判断阈值相结合，完成在动态变化的检测对象的异常值检测，进而提出工作异常的传感器通道。异常的传感器通道。异常的传感器通道。

【技术实现步骤摘要】
一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统


[0001]本专利技术属于检测技术与传感器数据处理领域，尤其涉及一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统。

技术介绍

[0002]在泵站自动化系统种，水泵填料函温度是判断水泵正常运行状态的重要参数。在监测填料函温度时，各种不同检测机制的温度传感器具有不同的特点，为了使各类传感器取长补短，常需要在同一填料函配置多种不同监测机制的温度传感器，对填料函温度进行冗余监测，使各类不同类型的传感器形成相互校验，保证填料函温度监测的稳定性和可靠性。
[0003]在多种传感器同时工作时，尤其是某一个或多个传感器出现异常时，现有技术无法判断是哪个传感器产生了异常。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法的技术方案，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术第一方面公开了一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法，所述方法包括：步骤S1、设置两路或多路传感器测量通道，在每路测量通道采用预定义测量机制的温度传感器；步骤S2、基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值；步骤S3、根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值；步骤S4、如果当前时刻测量通道的监测值与历史监测值的序列的均值的差值的绝对值大于所述阈值，则舍弃所述测量通道的监测值，得到正确测量通道的监测值；步骤S5、对正确监测通道的监测值进行加权求平均值，求得当前时刻的填料函温度的最终监测值。
[0006]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S1中，所述预定义测量机制的温度传感器采用红外温度传感器计、热电阻温度传感器、热电偶温度传感器或光栅温度传感器中的至少一种。
[0007]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S2中，所述基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值的方法包括：步骤S21、根据泵站填料函系统的状态方程计算先验估计值：;
其中，为测量通道的先验估计值；F为状态转移矩阵；为第t
‑
1时刻的测量通道的后验估计值，初始值设置0；B为控制矩阵；u
t
‑1为系统控制量；步骤S22、计算先验估计协方差矩阵；;其中，P
t
‑
为先验估计协方差矩阵;P
t
‑1为第t
‑
1时刻的后验估计协方差矩阵；为状态噪声协方差矩阵；步骤S23、计算估计增益；;其中，K
t
为估计增益；H为测量系统参数矩阵；R为测量噪声协方差矩阵；步骤S24、计算后验估计值，所述后验估计值为监测值；;其中，第t时刻的后验估计值；z
t 为第t时刻的历史测量值；步骤S25、计算第t时刻的后验估计协方差矩阵;;其中，I为单位矩阵。
[0008]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S3中，所述根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值的方法包括：步骤S31、计算所述历史监测值的序列的标准差；步骤S32、采用监测值序列的标准差的3倍数值，作为当前通道测量异常值判断的阈值。
[0009]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S5中，所述对正确监测通道的监测值进行加权求平均值的方法包括：步骤S51、对正确监测通道的监测值赋予权重；步骤S52、将正确监测通道的监测值乘以对应的权重，得到加权监测值；步骤S53、将所有正确监测通道的加权监测值相加，得到最终监测值。
[0010]根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤S5中，对正确监测通道的监测值赋予权重的方法包括：对设置红外温度传感器计和光栅温度传感器的监测通道，监测值的权重设置为7:3。
[0011]本专利技术第二方面公开了一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测系统，所述系统包括：第一处理模块，被配置为，基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值；第二处理模块，被配置为，根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值；第三处理模块，被配置为，如果当前时刻测量通道的监测值与当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值的差值的绝对值大于预设值，则舍弃所述测量通道的监测值，得到正确测量通道的监测值；第四处理模块，被配置为，对正确监测通道的监测值进行加权求平均值，求得当前时刻的填料函温度的最终监测值。
[0012]根据本专利技术第二方面的系统，第一处理模块，被配置为，所述基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值包括：根据泵站填料函系统的状态方程计算先验估计值：；其中，为测量通道的先验估计值；F为状态转移矩阵；第t
‑
1时刻的测量通道的后验估计值，初始值设置0；B为控制矩阵；u
t
‑1为系统控制量；计算先验估计协方差矩阵；;其中，为先验估计协方差矩阵；P
t
‑1为第t
‑
1时刻的后验估计协方差矩阵；为状态噪声协方差矩阵；计算估计增益:;其中，K
t
为估计增益；H为测量系统参数矩阵；R为测量噪声协方差矩阵；计算后验估计值，所述后验估计值为监测值；;其中，第t时刻的后验估计值；z
t 为第t时刻的历史测量值；计算第t时刻的后验估计协方差矩阵；
；其中，I为单位矩阵。
[0013]根据本专利技术第二方面的系统，第二处理模块，被配置为，所述根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值包括：计算所述历史监测值的序列的标准差；采用监测值序列的标准差的3倍数值，作为当前通道测量异常值判断的阈值。
[0014]根据本专利技术第二方面的系统，第四处理模块，被配置为，所述对正确监测通道的监测值进行加权求平均值包括：对正确监测通道的监测值赋予权重；将正确监测通道的监测值乘以对应的权重，得到加权监测值；将所有正确监测通道的加权监测值相加，得到最终监测值。
[0015]根据本专利技术第二方面的系统，第四处理模块，被配置为，对正确监测通道的监测值赋予权重包括：对设置红外温度传感器计和光栅温度传感器的监测通道，监测值的权重设置为7:3。
[0016]本专利技术第三方面公开了一种电子设备，电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法中的步骤。
[0017]本专利技术第四方面公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法中的步骤。
[0018]本专利技术提出的方案，通过各测量通道的监测值和异常值判断阈值相结合，完成在动态变化的检测对象的异常值检测，进而提出工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、设置两路或多路传感器测量通道，在每路测量通道采用预定义测量机制的温度传感器；步骤S2、基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值；步骤S3、根据每路测量通道当前时刻之前的历史监测值的序列，计算当前时刻测量通道的测量异常值判断的阈值；步骤S4、如果当前时刻测量通道的监测值与历史监测值的序列的均值的差值的绝对值大于所述阈值，则舍弃所述测量通道的监测值，得到正确测量通道的监测值；步骤S5、对正确监测通道的监测值进行加权求平均值，求得当前时刻的填料函温度的最终监测值。2.根据权利要求1所述的一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述预定义测量机制的温度传感器采用红外温度传感器计、热电阻温度传感器、热电偶温度传感器或光栅温度传感器中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述基于每路测量通道的温度传感器测量的当前时刻之前的历史测量值，计算当前时刻测量通道的监测值的方法包括：步骤S21、根据泵站填料函系统的状态方程计算先验估计值：；其中，为测量通道的先验估计值；F为状态转移矩阵；为第t
‑
1时刻的测量通道的后验估计值，初始值设置0；B为控制矩阵；u
t
‑1为系统控制量；步骤S22、计算先验估计协方差矩阵；；其中，为先验估计协方差矩阵；P
t
‑1为第t
‑
1时刻的后验估计协方差矩阵；Q为状态噪声协方差矩阵;步骤S23、计算估计增益；；其中，K
t
为估计增益；H为测量系统参数矩阵；R为测量噪声协方差矩阵；步骤S24、计算后验估计值，所述后验估计值为监测值；；
其中，第t时刻的后验估计值；z
t
为第t时刻的历史测量值；步骤S25、计算第t时刻的后验估计协方差矩阵；；其中，I为单位矩阵。4.根据权利要求1所述的一种用于泵站填料函温度监测的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涌川，杨浩楠，唐锚，刘秋生，姜春歌，王鑫鑫，王硕，孙宝玺，
申请(专利权)人：北京市南水北调团城湖管理处，
类型：发明
国别省市：