一种泵站实时在线监测与能效管理方法及系统技术方案

本发明专利技术是以机组运行状态实时在线监测为基础的系统,主要研究泵站各种数据的在线监测、数据采集、数据分析、数据处理、故障诊断与能效管理；根据状态监测所获得的各状态参数的数据，提取反映机组运行状态的特征值,并依据这些特征值对发生故障的机组进行诊断,从而确定故障原因、部位、类型、性质、严重程度以及发展趋势,并指导维修；能效管理根据状态监测获得的各状态参数实时数据，结合泵站运行的经济因素及市场价格因素，综合进行效率计算、经济指标计算、调度方案优化比较，从而实现能效管理设定的目标优化。

Method and system for real-time on-line monitoring and energy efficiency management of pumping station

The present invention is a system with real-time monitoring the running status of the unit as the foundation, main research station various data on-line monitoring, data acquisition, data analysis, data processing, fault diagnosis and energy management; according to the state parameters monitoring of the obtained data extraction, reflect the characteristics of the running status of the unit value, and on the basis of these the characteristic value of diagnosing malfunctioning unit, to determine the cause of the malfunction, location, type, nature, severity and trend, and guide the maintenance of energy efficiency management; according to the real-time data of each state parameter monitoring obtained, combined with the economic factors of pumping station and market price factors, comprehensive efficiency calculation and economic index calculation and schedule optimization, thus to realize the goal of optimizing energy efficiency management set.

【技术实现步骤摘要】
一种泵站实时在线监测与能效管理方法及系统
本专利技术属于泵站监测领域，尤其涉及一种泵站实时在线监测与能效管理方法及系统。
技术介绍
随着故障诊断技术水平的提高和计算机应用的日益普及，泵站实行计算机监控和故障诊断的有机结合势在必行。国外发达国家(如美国、欧洲等)在上个世纪八十年代就开始建立泵站诊断系统，九十年代开始实现数据上网进行远程监测，实现了“无人值守”的管理模式，通过计算机监控实现对泵站运行工况的监测和整个流域所有泵站的集中管理。由于大型水泵机组工况复杂，振动部位广泛，影响因素多(包括机械因素、水力因素和电磁激励因素)，因此一般通用故障诊断系统，并不能完全满足泵站的实际要求。虽然国内某些领域已开发了一些故障诊断系统，但是由于大型水泵机组的自身特点，这些系统并不完全适用于水泵机组，而对大型泵站机组的故障诊断仍是空白。目前，国内中小型泵站水泵机组的起动、运行和停车，大多靠人工手动操作来完成，站内值班人员一般需多人，这种现状不仅工作强度大，而且工作效率不高。在国内近年来兴建的大型泵站中，大都设置了微机数据采集系统，但一般情况下还不能实现对运行过程的计算机控制。因此，建立一套适用于泵站的特性测试与诊断系统，是实现泵站计算机监控的需要，也是实现我国水利信息化建设的前提。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种泵站实时在线监测与能效管理方法及系统，提供泵站运行稳定性。为解决上述技术问题，本专利技术提供的方案如下：一种泵站在线实时监测与能效管理方法，包括以下步骤：步骤1、通过安装在泵站的传感器实时采集泵站运行参数，并将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储；步骤2、对采集并存储在数据库服务器中的运行参数进行处理分析，以掌握影响机组运行稳定性的关键因素数据；步骤3、将步骤2中获取的所述关键因素数据与历史故障数据库中的数据进行对比分析，以分析出潜在的故障及其原因和确定故障部位；并且根据采集并存储在数据库服务器中的运行参数，结合效率计算、经济指标计算，获取优化调度方案，从而实现能效管理设定的目标优化。步骤1中将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储前还包括：对所述运行参数使用当前泵站的标识符进行加密。所采集的运行参数具体包括以下参数中的一种或多种的组合：水泵轴承座X方向水平振动；水泵轴承座Y方向水平振动；水泵水导顶盖X方向垂直振动；水泵水导顶盖Y方向垂直振动；泵壳轴向垂直振动；泵壳径向垂直振动；电机轴承座X方向垂直振动；电机轴承座Y方向垂直振动；导轴承摆度X方向；导轴承摆度Y方向中；液控蝶阀出口压力；水泵进口端压力；水泵出口端压力；出口液控阀开度；泵组流量；电机功率；转速；电气参量、温度参量、噪声值。所述步骤2中的对运行参数进行处理分析，具体包括：信号分析和特征提取两大部分；其中，信号分析包括时域分析、频域分析和过程量分析；特征提取包括频率特征提取和过程量特征提取。所述步骤3具体为：利用特征提取模块所提取确定的特征变量，对发生故障的机组进行诊断，确定故障原因、部位、类型、性质，并查询历史故障数据库，获取故障对应的解决方案，通过显示装置显示；对正常运行的机组，根据机组运行状态预测模型，能够在实时监测机组运行状态的同时，根据机组运行参数的变化，对机组进行故障预测。所述步骤3还包括：若在故障数据库中未查询到历史记录，则将所述关键因素数据转至人工分析数据库，并由转发模块通过网络将关键因素数据打包发送至技术专家持有的终端设备，由技术专家进行分析，以确定故障原因和确定具体故障部位。一种泵站在线实时监测与能效管理系统，包括数据采集模块(31)、信号分析模块(32)、故障诊断模块(33)、以及能效管理模块(34)；所述数据采集模块(31)通过安装在泵站的传感器实时采集泵站运行参数，并将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储。所述信号处理模块(32)是对数据采集模块(31)采集并存储在数据库服务器中的运行参数进行处理分析，以掌握影响机组运行稳定性的关键因素数据。所述故障诊断模块(33)利用所述关键因素数据与历史故障数据库中的数据进行对比分析，以分析出潜在的故障及其原因和确定故障部位；所述能效管理模块(34)根据数据采集模块(31)采集并存储在数据库服务器中的运行参数，结合效率计算、经济指标计算，获取优化调度方案，从而实现能效管理设定的目标优化。数据采集模块(31)将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储前还包括：对所述运行参数使用当前泵站的标识符进行加密。所采集的运行参数具体包括以下参数中的一种或多种的组合：水泵轴承座X方向水平振动；水泵轴承座Y方向水平振动；水泵水导顶盖X方向垂直振动；水泵水导顶盖Y方向垂直振动；泵壳轴向垂直振动；泵壳径向垂直振动；电机轴承座X方向垂直振动；电机轴承座Y方向垂直振动；导轴承摆度X方向；导轴承摆度Y方向中；液控蝶阀出口压力；水泵进口端压力；水泵出口端压力；出口液控阀开度；泵组流量；电机功率；转速；电气参量、温度参量、噪声值。所述信号处理模块(32)主要包含信号分析模块和特征提取模块两大部分；其中，信号分析模块包括时域分析、频域分析和过程量分析；特征提取模块包括频率特征提取和过程量特征提取。所述故障诊断模块(33)利用特征提取模块所提取确定的特征变量，对发生故障的机组进行诊断，确定故障原因、部位、类型、性质，并查询历史故障数据库，获取故障对应的解决方案，通过显示装置显示；对正常运行的机组，根据机组运行状态预测模型，能够在实时监测机组运行状态的同时，根据机组运行参数的变化，对机组进行故障预测。所述故障诊断模块(33)还包括：若在故障数据库中未查询到历史记录，则将所述关键因素数据转至人工分析数据库，并由转发模块通过网络将关键因素数据打包发送至技术专家持有的终端设备，由技术专家进行分析，以确定故障原因和确定具体故障部位。从以上可以看出，本专利技术是以机组运行状态实时在线监测为基础的系统,主要研究泵站各种数据的在线监测、数据采集、数据分析、数据处理、故障诊断与能效管理；根据状态监测所获得的各状态参数的数据，提取反映机组运行状态的特征值,并依据这些特征值对发生故障的机组进行诊断,从而确定故障原因、部位、类型、性质、严重程度以及发展趋势,并指导维修；能效管理根据状态监测获得的各状态参数实时数据，结合泵站运行的经济因素及市场价格因素，综合进行效率计算、经济指标计算、调度方案优化比较，从而实现能效管理设定的目标优化。附图说明下面根据附图对本专利技术作进一步详细说明。图1为泵站系统结构图；图2为本专利技术泵站在线实时监测与能效管理方法的流程图；图3为本专利技术的泵站实时在线监测与能效管理系统的结构示意图；图4为本专利技术故障检测具体实施步骤流程图。具体实施方式本专利技术提供一种泵站实时在线监测与能效管理系统，用于实现泵站的实时监测与能效管理。以下结合附图通过具体实施例对本专利技术做详细的说明。参照图1的连接关系，本专利技术泵站监测系统采用采用分层分布全开放式结构，可与泵站任何其它系统交换信息,也可将状态信息传至远程诊断中心。本专利技术的泵站实时在线监测系统，包括有计算机、A/D卡、数据采集器、传感器、信号线接线端子、传感器前置器、信号调理仪、网卡。其中，传感器包括位移传感器、速度传感器、加速度传感器、温度变送器和压力变送器。参考图2，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、通过安装在泵站的传感器实时采集泵站运行参数，并将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储；步骤2、对采集并存储在数据库服务器中的运行参数进行处理分析，以掌握影响机组运行稳定性的关键因素数据；步骤3、将步骤2中获取的所述关键因素数据与历史故障数据库中的数据进行对比分析，以分析出潜在的故障及其原因和确定故障部位；并且根据采集并存储在数据库服务器中的运行参数，结合效率计算、经济指标计算，获取优化调度方案，从而实现能效管理设定的目标优化。

【技术特征摘要】
1.一种泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、通过安装在泵站的传感器实时采集泵站运行参数，并将所述运行参数打包后传输至数据库服务器存储；步骤2、对采集并存储在数据库服务器中的运行参数进行处理分析，以掌握影响机组运行稳定性的关键因素数据；步骤3、将步骤2中获取的所述关键因素数据与历史故障数据库中的数据进行对比分析，以分析出潜在的故障及其原因和确定故障部位；并且根据采集并存储在数据库服务器中的运行参数，结合效率计算、经济指标计算，获取优化调度方案，从而实现能效管理设定的目标优化。2.根据权利要求1所述的泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于，所采集的运行参数具体包括以下参数中的一种或多种的组合：水泵轴承座X方向水平振动；水泵轴承座Y方向水平振动；水泵水导顶盖X方向垂直振动；水泵水导顶盖Y方向垂直振动；泵壳轴向垂直振动；泵壳径向垂直振动；电机轴承座X方向垂直振动；电机轴承座Y方向垂直振动；导轴承摆度X方向；导轴承摆度Y方向中；液控蝶阀出口压力；水泵进口端压力；水泵出口端压力；出口液控阀开度；泵组流量；电机功率；转速；电气参量、温度参量、噪声值。3.根据权利要求1所述的泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于，所述步骤2中的对运行参数进行处理分析，具体包括：信号分析和特征提取两大部分；其中，信号分析包括时域分析、频域分析和过程量分析；特征提取包括频率特征提取和过程量特征提取。4.根据权利要求1所述的泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于，所述步骤3具体为：利用特征提取模块所提取确定的特征变量，对发生故障的机组进行诊断，确定故障原因、部位、类型、性质，并查询历史故障数据库，获取故障对应的解决方案，通过显示装置显示；对正常运行的机组，根据机组运行状态预测模型，能够在实时监测机组运行状态的同时，根据机组运行参数的变化，对机组进行故障预测。5.根据权利要求1或4所述的泵站在线实时监测与能效管理方法，其特征在于，所述步骤3还包括：若在故障数据库中未查询到历史记录，则将所述关键因素数据转至人工分析数据库，并由转发模块通过网络将关键因素数据打包发送至技术专家持有的终端设备，由技术专家进行分析，以确定故障原因和确定具体故障部位。6.一种泵站在线实时监测与能效管理系统，其特征在于包括数据采集模块(31)、信号分析模块(32)、故...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐占国，陶红，符向前，贾梧桐，沈省三，
申请(专利权)人：武汉惜源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42