一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法技术

一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法，所述方法包括：数据采集存储、数据处理分析、数据诊断报警三个步骤。本设计采用多元数据分析法准确的反映系统中的故障信息，将系统中多个变量的耦合进行分析，形成一个新的综合指标，且新的指标可综合反映原来的系统出现的故障。本设计不仅能够准确反映潜液泵的故障类型有效提高潜液泵系统可靠性，而且使用范围广、制造运行成本低。

A calculation method of temperature rise in the transition process of dual frequency quenching

【技术实现步骤摘要】
一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法
本专利技术涉及一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法，具体适用于计算淬火温度。
技术介绍
现今FPSO平台或者油船潜液式货油装卸系统设备在国内尚属空白，潜液泵的动力来源为液压驱动，液压驱动系统重要性不言而喻，因此液压系统的可靠性和安全性是系统安全和可靠的关键因子。为保证潜液泵的可靠性和安全性，采用适合潜液泵系统工况的故障检测技术具有重大意义。潜液泵系统有些重要故障不能通过传感器检测或者通过传感器检测成本和施工成本过于昂贵，通过对这些故障和传感器采集信息分析，该故障可以通过多个传感器采样点的信息间接反映出来，这样对传感器采样数据进行分析是故障检测的重点。为了准确的反映系统中的故障信息采用多元数据分析法，将系统中多个变量的耦合进行分析，形成一个新的综合指标，且新的指标可综合反映原来的系统出现的故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的故障不能通过传感器检测或者通过传感器检测成本高的问题，提供一种利用低成本传感器检测的双频淬火加工过渡过程温升计算方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法，所述方法包括：数据采集存储、数据处理分析、数据诊断报警三个步骤：第一步，数据采集存储：利用潜液泵上的传感器采集主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的状态参数，然后将上述六个状态参数实时传输到量化装置进行量化处理，最后将量化处理后的参数分别传输给存储装置和诊断装置，存储装置将采集数据存储起来以备以后调用；第二步，数据处理分析：诊断装置将采集到的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的n个观测数据建立样本矩阵，利用多元数据分析法得出平方预测误差SPE的时间变化曲线；第三步，数据诊断报警：潜液泵系统运行过程中SPE曲线出现阶跃式跳动，且SPE值超过系统正常运行时的阈值118，则潜液泵系统的运转出现了故障：当SPE曲线在200±30范围内跳变时，则诊断为液压管路的泄露故障；当SPE曲线在220±20范围内跳变时，则诊断为发生冷凝系统故障；当SPE曲线在150±25范围内跳变时，则可能发生货油管路泄漏或同心管路故障，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量与正常工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量进行对比，当故障工况与正常工况的STC阀压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于25立方米时，则诊断为系统发生同心管路泄漏；当故障工况与正常工况的潜液泵出口压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于30立方米时，则诊断为发生货油管路泄漏；当SPE曲线在180±35范围内跳变时，则可能发生STC阀故障或者潜液泵发生气蚀，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流与正常工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流进行对比，当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的STC阀压力与故障工况下的STC阀压力的差值大于0.5MPa时，则诊断为系统STC阀故障；当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的主泵电机运行电流与故障工况下的主泵电机运行电流的差值大于15A时，则诊断为潜液泵发生气蚀；当SPE曲线的变化情况或采集的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的参数变化情况不能满足上述六种故障类型的判定条件时，则判断为综合故障；最后将上述分析的结果输出到外部执行设备，执行设备接收指令后报警并在上位机监测界面显示报警状态。所述第二步，数据处理分析：将采集到的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的n个观测数据建立一个6×n的矩阵作为样本矩阵，即：多元数据分析法的处理过程是：首先，矩阵X可以分解为6个向量的外积之和，即：上式中得分向量ti∈Rn，负荷向量pi∈R6，因此矩阵X可化成：X＝TPT；其中，得分矩阵T＝[t1t2t3t4t5t6]，负荷矩阵P＝[p1p2p3p4p5p6]，矩阵T与矩阵P的各个分向量是两两正交的，并且负荷矩阵P的各个向量的长度都为1，即：将上述式带入式(1.1)可得：ti＝Xpi然后提取样本矩阵X的协方差矩阵S其中，X为样本矩阵规范化后的矩阵；与式(1.2)相对应可得P＝V(1.4)由此得出，λi是第i个主元的样本方差；然后，对协方差矩阵S的特征值分解S＝VΛVT(1.6)其中，Λ是协方差矩阵S的对角阵，包含幅值递减的非负实特征值(λ1＞λ2＞λ3＞λ4＞λ5＞λ6)，V是正交阵(VTV＝I，这里I是单位阵)，是特征值λ所对应的单位化特征向量；把式(1.4)和(1.5)代入(1.6)可得：最后，求出得分矩阵T：T＝XP对于一个新的样本容量x∈R6×1，那么这个新向量的得分、估计和残差向量为：得分向量：t＝PTx，估计向量：残差向量：e＝(I-PPT)x则平方预测误差SPE为：SPE＝eTe＝xT(I-PPT)xSPE的上限控制为：其中cα是与上限(1-α)×100％相应的标准正态偏差，h0＝1-2θ1θ3/(3θ22)，且λj是与数据协方差的第j个负荷向量相关的特征值；系统运行过程中在同一时间采集的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力数据都可以求得一个SPE值，将SPE值按时间顺序绘制平方预测误差SPE的时间变化曲线。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法中的采用液压式潜液泵上的基础传感器测得主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的参数，然后利用多元数据分析法来检测潜液泵故障，这样的方法利用多种数据的分析和判断客观的反映出潜液泵的故障类型，同时由于采用基础传感器，无需对现有潜液泵结构进行改装，适用范围广，不会增加潜液泵故障检测的安装和监测成本。因此，本专利技术的故障诊断准确，使用范围广、制造运行成本低。2、本专利技术一一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法中多元素据分析法，利用液压式潜液泵的各参数建立数学模型，得出平方预测误差SPE的时间变化曲线，根据平方预测误差SPE曲线的变化，判断潜液泵是否发生故障和潜液泵的故障类型，从而方便检测人员更快的发现潜液泵故障，提高了潜液泵运行大安全性和可靠性。因此，本专利技术能准确检测故障，提高了潜液泵运行的安全性和可靠性。附图说明图1是本专利技术的故本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法，其特征在于：所述方法包括：数据采集存储、数据处理分析、数据诊断报警三个步骤：/n第一步，数据采集存储：利用潜液泵上的传感器采集主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的状态参数，然后将上述六个状态参数实时传输到量化装置进行量化处理，最后将量化处理后的参数分别传输给存储装置和诊断装置，存储装置将采集数据存储起来以备以后调用；/n第二步，数据处理分析：诊断装置将采集到的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的n个观测数据建立样本矩阵，利用多元数据分析法得出平方预测误差SPE的时间变化曲线；/n第三步，数据诊断报警：潜液泵系统运行过程中SPE曲线出现阶跃式跳动，且SPE值超过系统正常运行时的阈值118，则潜液泵系统的运转出现了故障：当SPE曲线在200±30范围内跳变时，则诊断为液压管路的泄露故障；当SPE曲线在220±20范围内跳变时，则诊断为发生冷凝系统故障；当SPE曲线在150±25范围内跳变时，则可能发生货油管路泄漏或同心管路故障，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量与正常工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量进行对比，当故障工况与正常工况的STC阀压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于25立方米时，则诊断为系统发生同心管路泄漏；当故障工况与正常工况的潜液泵出口压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于30立方米时，则诊断为发生货油管路泄漏；当SPE曲线在180±35范围内跳变时，则可能发生STC阀故障或者潜液泵发生气蚀，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流与正常工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流进行对比，当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的STC阀压力与故障工况下的STC阀压力的差值大于0.5MPa时，则诊断为系统STC阀故障；当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的主泵电机运行电流与故障工况下的主泵电机运行电流的差值大于15A时，则诊断为潜液泵发生气蚀；当SPE曲线的变化情况或采集的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的参数变化情况不能满足上述六种故障类型的判定条件时，则判断为综合故障；/n最后将上述分析的结果输出到外部执行设备，执行设备接收指令后报警并在上位机监测界面显示报警状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双频淬火加工过渡过程温升计算方法，其特征在于：所述方法包括：数据采集存储、数据处理分析、数据诊断报警三个步骤：
第一步，数据采集存储：利用潜液泵上的传感器采集主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的状态参数，然后将上述六个状态参数实时传输到量化装置进行量化处理，最后将量化处理后的参数分别传输给存储装置和诊断装置，存储装置将采集数据存储起来以备以后调用；
第二步，数据处理分析：诊断装置将采集到的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的n个观测数据建立样本矩阵，利用多元数据分析法得出平方预测误差SPE的时间变化曲线；
第三步，数据诊断报警：潜液泵系统运行过程中SPE曲线出现阶跃式跳动，且SPE值超过系统正常运行时的阈值118，则潜液泵系统的运转出现了故障：当SPE曲线在200±30范围内跳变时，则诊断为液压管路的泄露故障；当SPE曲线在220±20范围内跳变时，则诊断为发生冷凝系统故障；当SPE曲线在150±25范围内跳变时，则可能发生货油管路泄漏或同心管路故障，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量与正常工况下的STC阀压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量进行对比，当故障工况与正常工况的STC阀压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于25立方米时，则诊断为系统发生同心管路泄漏；当故障工况与正常工况的潜液泵出口压力相同时，若正常工况下的潜液泵出口流量与故障工况下的潜液泵出口流量的差值大于30立方米时，则诊断为发生货油管路泄漏；当SPE曲线在180±35范围内跳变时，则可能发生STC阀故障或者潜液泵发生气蚀，此时调用存储装置中历史数据，将故障工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流与正常工况下的液压系统压力、STC阀压力、主泵电机运行电流进行对比，当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的STC阀压力与故障工况下的STC阀压力的差值大于0.5MPa时，则诊断为系统STC阀故障；当故障工况与正常工况的液压系统压力相同时，若正常工况下的主泵电机运行电流与故障工况下的主泵电机运行电流的差值大于15A时，则诊断为潜液泵发生气蚀；当SPE曲线的变化情况或采集的主泵电机运行电流、液压系统压力、潜液泵出口压力、潜液泵出口流量、液压系统温度和STC阀压力的参数变化情况不能满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雨川，周国鹏，钮雨欢，段建民，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42