基于关联规则的火电厂传感器互冗余数据校验装置制造方法及图纸

基于关联规则的火电厂传感器互冗余数据校验装置，包括网络交换机（１）、数据输入接口（２）、数据校验核心机（３）、数据输出接口（４）、图像报警屏（６）、声音报警器（７）、数据采集接口机（５）、热备数据网线（８），该装置的连接为：网络交换机（１）是该装置的数据入口，网络交换机（１）入口端连接ＤＣＳ端，ＤＣＳ端数据以ＵＤＰ协议的数据包形式发送到网络交换机（１）；网络交换机（１）出口端连接两路端口，一路通过数据输入接口（２）进入数据校验核心机（３），进行数据校验，再由数据输出接口（４）连接到数据采集接口机（５）汇合；另一路直接到数据采集接口机（５）汇合；该装置与传感器组成星型网络拓扑结构，该装置处于星型结构中心节点，各传感器处于星型结构的各站点，且各传感器之间具有相似关联规则关系。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于传感器硬件互冗余容错技术、传感器故障检测和数据校正领域，特别涉及 一种用于火电厂传感器互冗余数据校验装置。
技术介绍
火电厂是能量转换的场所，为国民经济持续发展提供源源不断的动力。火电厂的安全经济 运行十分重要，所以对火电厂的运行监控一直是重大研究课题。监控数据来源于各种传感器组 成的测量系统的正常运行，其中任何一个环节或设备出现故障都会响应数据的准确性，因此火 电厂广泛采用传感器冗余的方法来保障数据的正确性，特别是对关键参数，更是多达5到6个硬 件冗余。然而火电厂生产过程在高温高压的环境中进行，运行环境恶劣，运行设备数目庞大， 相应测点数目庞大，上万测点难免出现故障。由于运行条件的限制，某些部位只有测点，没有 构成硬件冗余，从而成为薄弱环节。从现场运行数据来看，经常出现一些测点数据异常，比如 突然变大，突然变为零，各种不规则跃变等，直接影响运行人员对实时数据的判断；对于实时 历史数据库而言，出现一些无意义的数据，影响历史数据的有效获取，进而影响对历史数据的 分析，获取有效信息，对机组历史趋势的把握。另一方面，由于传感器是在极度恶劣的环境中 运行，要传感器本身要求很高，因此传感器造价昂贵，安装、维护费用大。
技术实现思路
技术问题本技术的目的是为了解决火电厂由于传感器故障带来的数据不准确，数据 失真等现象，并发现传感器故障，提供了一种基于相似关联规则的传感器互冗余数据校验装置。技术方案本技术利用测点间的相似关联，将各测点传感器硬件组成一个相互冗余的 体系，扩大硬件冗余数目和范围，结构上组成一个星型的传感器互冗余体系,在不增加传感器数 目甚至减少传感器数目的同时，增强了由各传感器组成的数据采集系统的可靠性。传感器数据 校验装置具有传感器故障检测，剔除异常数据，重构数据等数据容错功能。本技术由数据校验核心机、声音报警器、图像报警屏、网络交换机、数据采集接口机、 数据输入接口、数据输出接口以及数据传输网线组合而成。数据校验核心机和数据采集接口机 由工业控制计算机承载，作为核心组件的工业控制计算机具有稳定性好的特点，适合长时间不 间断运行。星型结构带来的问题是，处于中心位置的装置出现故障，整个数据流就中断，为了 防止这样的情况发生，本技术采用网络交换机和数据采集接口机，并有数据传输线直接连 接这两个设备，作为数据校验核心机的热备，以提高本技术装置的可靠性。其结构具体为基于关联规则的火电厂传感器互冗余数据校验装置，包括网络交换机、数据输入接口、数 据校验核心机、数据输出接口、图像报警屏、声音报警器、数据采集接口机、热备数据网线； 该装置的连接为网络交换机是该装置的数据入口，网络交换机入口端连接DCS端，DCS端数 据以UDP协议的数据包形式发送到网络交换机；网络交换机出口端连接两路端口， 一路通过数据输入接口进入数据校验核心机，进行数据校验，再由数据输出接口连接到数据釆集接口机汇 合；另一路直接到数据采集接口机汇合；数据采集接口机采用多接口形式，包括接受数据包的 两个网卡和发送解析数据到实时数据库服务器的一个网卡,还包括发送实时数据到显示屏的VGA 接口；数据采集接口机判断选取哪一路数据，如果数据输出接口有数据包发出，则采用该路数 据包，如果数据输出接口没有数据包发出，则采用热备数据网线数据包，热备数据网线作为数 据校验核心机的热备份，防止由于数据校验核心机出现故障停机带来数据包中断；数据采集接 口机将UDP协议数据包解析，解析为可被实时数据库服务器识别的数据，再连接到实时显示屏 幕和实时数据库服务器，将实时数据写入实时数据库；另外数据校验核心机通过USB接口连接 声音报警器，通过VGA接口连接图像报警屏，当发现数据有故障时声音报警器立刻报警，并通 过屏幕显示出现故障的线路，即为出现故障的传感器；该装置与传感器组成星型网络拓扑结构， 该装置处于星型结构中心节点，各传感器处于星型结构的各站点，且各传感器之间具有相似关 联规则关系。工作方式为首先通过矩阵奇异值挖掘具有相似关联规则的测点，再通过这些测点进行最 小二乘支持向量回归建模，包括"残差生成模块"和"ttK数据重构模块"，从而实现星型结构的 传感器互冗余和数据容错功能。该装置的连接为"网络交换机"是该装置的数据入口，"网络 交换机"入口端连接DCS端，DCS端数据以UDP协议的数据包形式发送到"网络交换机"；"网络交 换机"出口端连接两路端口， 一路通过"数据输入接口"进入"数据校验核心机"，进行数据校 验；再由"数据输出接口"连接到"数据采集接口机"汇合另一路直接到"数据采集接口机" 汇合；"数据采集接口机"采用多接口形式，包括接受数据包的两个网卡和发送解析数据到实时 数据库服务器的一个网卡，还包括发送实时数据到显示屏的VGA接口；"数据采集接口机"判断 选取哪一路数据，如果"数据输出接口"有数据包发出，则采用该路数据包，如果"数据输出 接口"没有数据包发出，则采用"热备数据网线"数据包，"热备数据网线"作为"数据校验核 心机"的热备份，防止由于"数据校验核心机"出现故障停机带来数据包中断；"数据采集接口 机"将UDP协议数据包解析，解析为可被实时数据库服务器识别的数据，再连接到实时显示屏幕 和实时数据库服务器，将实时数据写入实时数据库；另外"数据校验核心机"通过USB接口连接 "声音报警器"，通过VGA接口连接"图像报警屏"，当发现数据有故障时声音报警器立刻报警， 并通过屏幕显示出现故障的线路，即为出现故障的传感器。 有益效果1、 本技术构架了一个星型传感器互冗余网络结构，星型结构上任何传感器出现故障都 能够通过本技术得到有效的数据重构，这种星型结构有利于减少传感器硬件冗余，提高数 据采集系统的稳定性和可靠性。2、 通过本技术，实时显示数据的可靠性得到提高，更好的为运行人员操作提供可靠的 数据，避免虚假数据或者错误数据给运行人员带来的误指导。3、 通过本技术，存入实时数据库的运行数据的有效性得到提高，能够更好的反映机组 运行情况，为电厂历史数据分析提供更多的有效数据，更好地把握机组运行状况。4、 通过本技术，为电厂监测信息系统(如SIS)的各个高级功能模块(如机组运行优 化、状态监测与故障诊断等)的运算提供更加可靠的数据。附图说明图1传感器数据校验装置结构示意图，图2传感器数据校验装置内部数据流程图，图3高压排汽压力数据重构示意图，图4高压排汽压力测量值与重构值的相对误差，图5经过本装置数据校正的再热器压力数据曲线，图1为本技术装置结构示意图，图中有网络交换机l;数据输入接口2;数据校验核心机3:数据输出接口4;数据采集接口机5;图像报警屏6;声音报警器7;热备数据网线8; 实时显示屏9;实时数据库服务器IO。具体实施方式本技术的基于关联规则的火电厂传感器互冗余数据校验装置，包括网络交换机l、数据输入接口 2、数据校验核心机3、数据输出接口 4、图像报警屏6、声音报警器7、数据采集 接口机5、热备数据网线8，该装置的连接为网络交换机l是该装置的数据入口，网络交换机 1入口端连接DCS端，DCS端数据以UDP协议的数据包形式发送到网络交换机1;网络交换机l 出口端连接两路端口， 一路通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于关联规则的火电厂传感器互冗余数据校验装置，包括网络交换机（１）、数据输入接口（２）、数据校验核心机（３）、数据输出接口（４）、图像报警屏（６）、声音报警器（７）、数据采集接口机（５）、热备数据网线（８），其特征在于，该装置的连接为：网络交换机（１）是该装置的数据入口，网络交换机（１）入口端连接ＤＣＳ端，ＤＣＳ端数据以ＵＤＰ协议的数据包形式发送到网络交换机（１）；网络交换机（１）出口端连接两路端口，一路通过数据输入接口（２）进入数据校验核心机（３），进行数据校验，再由数据输出接口（４）连接到数据采集接口机（５）汇合；另一路直接到数据采集接口机（５）汇合；数据采集接口机（５）采用多接口形式，包括接受数据包的两个网卡和发送解析数据到实时数据库服务器的一个网卡，还包括发送实时数据到显示屏的ＶＧＡ接口；数据采集接口机（５）判断选取哪一路数据，如果数据输出接口（４）有数据包发出，则采用该路数据包，如果数据输出接口（４）没有数据包发出，则采用热备数据网线（８）数据包，热备数据网线（８）作为数据校验核心机（３）的热备份，防止由于数据校验核心机（３）出现故障停机带来数据包中断；数据采集接口机（５）将ＵＤＰ协议数据包解析，解析为可被实时数据库服务器识别的数据，再连接到实时显示屏幕和实时数据库服务器，将实时数据写入实时数据库；另外数据校验核心机（３）通过ＵＳＢ接口连接声音报警器（７），通过ＶＧＡ接口连接图像报警屏（６），当发现数据有故障时声音报警器立刻报警，并通过屏幕显示出现故障的线路，即为出现故障的传感器；该装置与传感器组成星型网络拓扑结构，该装置处于星型结构中心节点，各传感器处于星型结构的各站点，且各传感器之间具有相似关联规则关系。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凤翔，司风琪，徐治皋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]