基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统，有助于提高风机的可靠性和利用率。所述系统包括：传感器组、信号调理电路、模数转换模块、控制器、监控中心、远程预警中心及通信单元；所述传感器组，用于获取风机的状态信息及键相信号；所述信号调理电路，用于将获取到的风机的状态信息及键相信号进行放大、滤波处理；所述模数转换模块，用于将采样后的风机的状态信息进行模数转换；所述控制器，用于对风机的潜在故障进行诊断；所述监控中心，用于显示风机状态的监测信息；所述远程预警中心，用于根据接收到的故障诊断结果对风机进行故障预警。本发明专利技术适用于火电厂监控技术领域。

Distributed monitoring and fault diagnosis system for power plant fan based on Internet of things

The invention provides a distributed fan monitoring and fault diagnosis system for a thermal power plant based on the Internet of things. The system comprises a sensor group, a signal conditioning circuit, analog-to-digital conversion module, controller, monitoring center, remote warning center and communication unit; the sensor group, and status information for obtaining the fan believe; the signal conditioning circuit for the state information and key fan access to believe the number of amplification and filtering; the analog-to-digital conversion module, for the fan after sampling the state information of analog-to-digital conversion; the controller, diagnosis for potential failure of the fan; the monitoring center for monitoring information shows the status of the fan; the remote warning center for fault warning of fan fault diagnosis according to the received results. The invention is applicable to the technical field of thermal power plant monitoring.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火电厂监控
，特别是指一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统。
技术介绍
随着自动化技术、通信技术和信息化技术的发展目前我国火电厂厂级监控信息系统已得到迅速普及，火电厂中的风机的性能管理包括参数级、设备级和系统级的设备在线监测与性能诊断，风机包括大型风机、小型风机，其中，大型风机包括：引风机、送风机、一次风机，脱硫增压风机等；小型风机包括：密封风机、氧化风机、灭火保护风机、轴抽风机等，风机在火电厂安全稳定运行中起到非常重要的作用，随着风机运行时间和运行环境的改变，风机的动态性能也在随时发生变化，准确了解当前所有风机的运行状态和实际性能也是实现风机故障诊断、预警的基础，通过故障诊断、预警可以对设备的潜在故障进行预警，使得火电厂的维护人员能够及时地对可能发生的故障进行检修。现有技术中，不少火电厂都已经开始重视起对风机状态的监测，引入多种状态监测与诊断技术，如离线的振动检测、油液分析等技术，在实际应用中这些技术或工具往往都是应用于事后分析中，因为这些技术无法做到预估、预判哪些设备存在异常需要进行检修，只能按照全年的生产计划安排检修计划，计划检修的模式可以有效的降低设备的非计划停机时间，但也存在着不能完全避免非计划停机事故的发生以及存在资源浪费等缺点，这样，只能在风机出现故障后进行维修，导致风机的可靠性和利用率低。且目前使用的风机状态监测系统对传感器组采集的风机状态信息大多采用模拟处理方法，系统的诊断精度低、诊断值稳定性低和诊断结果的可用性差，且监测点单一、没有形成分布式。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统，以解决现有技术所存在的监测点单一、诊断精度低、风机的可靠性和利用率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统，包括：传感器组、信号调理电路、模数转换模块、控制器、监控中心、远程预警中心及通信单元；所述传感器组，用于获取风机的状态信息及键相信号；所述信号调理电路，用于将获取到的风机的状态信息及键相信号进行放大、滤波处理；所述模数转换模块，用于根据处理后的键相信号的频率，对处理后的风机的状态信息进行同步采样，并将采样后的风机的状态信息进行模数转换；所述控制器，用于根据模数转换后的风机的状态信息，生成风机状态的监测信息，同时对风机的潜在故障进行诊断，并将风机状态的监测信息通过通信单元发送至监控中心，将故障诊断结果通过通信单元发送至远程预警中心；所述监控中心，用于显示风机状态的监测信息；所述远程预警中心，用于根据接收到的故障诊断结果对风机进行故障预警。可选地，所述模数转换模块包括：模数转换器和模数转换控制电路；所述模数转换控制电路，用于启动模数转换器进行模数转换，当模数转换器各个通道的采集的风机的状态信息转换完成后，向控制器发出中断请求通知控制器读取转换后的风机的状态信息；所述模数转换器：用于对通过信号调理电路处理后的风机的至少一路状态信息进行同步采样，并对采样后所述状态信息进行模数转换。可选地，所述模数转换器的每个采样通道都包括采样保持器，所述采样保持器，用于保证每个采样通道采集的为同一时刻的风机的状态信息。可选地，所述模数转换控制电路包括：键相信号隔直平移电路、键相信号整形电路、锁相环倍频电路及可编程逻辑控制器；所述可编程逻辑控制器，用于根据通过信号调理电路处理后的键相信号的频率，确定一个周期的采样点N；所述键相信号隔直平移电路，用于将通过信号调理电路处理后的键相信号进行隔直平移，并将隔直平移后的键相信号接入键相信号整形电路；所述键相信号整形电路，用于将接入的隔直平移后的键相信号进行整形，并将输出的整形后的键相信号接入锁相环倍频电路；所述锁相环倍频电路，用于根据已确定一个周期的采样点N，将接入的整形后的键相信号作N倍频处理、相位差不变，N倍频后的键相信号作为所述模数转换器的启动信号。可选地，所述控制器，还用于根据模数转换控制电路发来的中断请求，依次读取模数转换器各个通道的模数转换值，并对所述模数转换值进行傅立叶分析、时间序列分析、小波分析、分形几何及混沌理论分析，生成风机状态的监测信息，同时对风机的潜在故障进行诊断，并将风机状态的监测信息通过通信单元发送至监控中心，将故障诊断结果通过通信单元发送至远程预警中心；其中，所述风机状态的监测信息包括：风机运行时的实时振动棒图、振动波形、振动频谱，其中，所述振动频谱包括：幅值谱、相位谱、功率谱；所述风机状态的监测信息还包括：风机启停时刻的轴心轨迹、奈魁斯特图、波德图、爆布图。可选地，所述系统还包括：数据库，所述数据库包括：稳态数据库、瞬态数据库、故障数据库及预警应对措施数据库；所述稳态数据库，用于存储控制器发来的风机稳态运行状态下的监测信息；所述瞬态数据库，用于存储控制器发来的风机启停时刻的监测信息；所述故障数据库，用于存储控制器发来的风机潜在故障的诊断结果；所述预警应对措施数据库，用于存储远程预警中心发来的风机潜在故障的预警信息及存储故障预警信息对应的早期处理方法。可选地，所述监控中心包括：本地监控中心和远程监控中心；所述控制器通过厂内局域网向所述本地监控中心发布风机状态的监测信息；所述控制器通过厂内局域网连接因特网或广域网，并通过所述因特网或广域网向所述远程监控中心发布风机状态的监测信息。可选地，所述远程预警中心包括：指示灯预警器和/或音频预警器。可选地，所述远程预警中心：还用于根据故障诊断结果，结合预设的风机的预警约束条件和预警等级分类信息，对风机的潜在故障进行预警，并生成风机的潜在故障预警信息，其中，所述潜在故障预警信息包括：故障种类和预警等级类别。可选地，所述系统还包括：电源模块，用于为所述传感器组、信号调理电路、模数转换模块、控制器、监控中心、远程预警中心及通信单元及数据库提供工作电压。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，通过传感器组获取风机的状态信息及键相信号，所述传感器组包括至少1个传感器，分布在各个预设的监测点，再由信号调理电路将获取到的风机的状态信息及键相信号进行放大、滤波处理，并通过模数转换模块根据获取到的键相信号的频率，对信号调理电路处理后的风机的状态信息进行同步采样，同时将采样后的风机的状态信息进行模数转换，再通过控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统，其特征在于，包括：传感器组、信号调理电路、模数转换模块、控制器、监控中心、远程预警中心及通信单元；所述传感器组，用于获取风机的状态信息及键相信号；所述信号调理电路，用于将获取到的风机的状态信息及键相信号进行放大、滤波处理；所述模数转换模块，用于根据处理后的键相信号的频率，对处理后的风机的状态信息进行同步采样，并将采样后的风机的状态信息进行模数转换；所述控制器，用于根据模数转换后的风机的状态信息，生成风机状态的监测信息，同时对风机的潜在故障进行诊断，并将风机状态的监测信息通过通信单元发送至监控中心，将故障诊断结果通过通信单元发送至远程预警中心；所述监控中心，用于显示风机状态的监测信息；所述远程预警中心，用于根据接收到的故障诊断结果对风机进行故障预警。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的分布式火电厂风机状态监测与故障诊断系统，其特
征在于，包括：传感器组、信号调理电路、模数转换模块、控制器、监控中心、
远程预警中心及通信单元；
所述传感器组，用于获取风机的状态信息及键相信号；
所述信号调理电路，用于将获取到的风机的状态信息及键相信号进行放
大、滤波处理；
所述模数转换模块，用于根据处理后的键相信号的频率，对处理后的风机
的状态信息进行同步采样，并将采样后的风机的状态信息进行模数转换；
所述控制器，用于根据模数转换后的风机的状态信息，生成风机状态的监
测信息，同时对风机的潜在故障进行诊断，并将风机状态的监测信息通过通信
单元发送至监控中心，将故障诊断结果通过通信单元发送至远程预警中心；
所述监控中心，用于显示风机状态的监测信息；
所述远程预警中心，用于根据接收到的故障诊断结果对风机进行故障预
警。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模数转换模块包括：
模数转换器和模数转换控制电路；
所述模数转换控制电路，用于启动模数转换器进行模数转换，当模数转换
器各个通道的采集的风机的状态信息转换完成后，向控制器发出中断请求通知
控制器读取转换后的风机的状态信息；
所述模数转换器：用于对通过信号调理电路处理后的风机的至少一路状态
信息进行同步采样，并对采样后所述状态信息进行模数转换。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模数转换器的每个采
样通道都包括采样保持器，所述采样保持器，用于保证每个采样通道采集的为
同一时刻的风机的状态信息。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模数转换控制电路包
括：键相信号隔直平移电路、键相信号整形电路、锁相环倍频电路及可编程逻

\t辑控制器；
所述可编程逻辑控制器，用于根据通过信号调理电路处理后的键相信号的
频率，确定一个周期的采样点N；
所述键相信号隔直平移电路，用于将通过信号调理电路处理后的键相信号
进行隔直平移，并将隔直平移后的键相信号接入键相信号整形电路；
所述键相信号整形电路，用于将接入的隔直平移后的键相信号进行整形，
并将输出的整形后的键相信号接入锁相环倍频电路；
所述锁相环倍频电路，用于根据已确定一个周期的采样点N，将接入的整
形后的键相信号作N倍频处理、相位差不变...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋维，刘冰，李海波，刘海军，罗少春，颜舒淮，陈多习，
申请(专利权)人：大唐淮南洛河发电厂，中国水利电力物资华南公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34