一种设备运行状态的诊断方法、存储介质及终端技术

本发明专利技术公开了一种设备运行状态的诊断方法、存储介质及终端，属于测试技术领域，方法包括自诊断步骤：根据设备的转速、加速度、速度和包络信号参数计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率；确定频谱上与所述特征频率最近的多个频率点；计算特征频率幅值、特征频率倍频包络幅值、与特征频率最近的多个频率点倍频包络幅值的总幅值，以及所述总幅值的幅值比率；根据所述总幅值、总幅值的幅值比率确定设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值；比较所述基准参数值、实时参数值以实现设备运行状态的自诊断。本发明专利技术能够及时、准确、全面地对设备的运行状态进行监测，当设备出现故障时，能够上报故障类型，进一步提升了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种设备运行状态的诊断方法、存储介质及终端
本专利技术涉及测试
，涉及一种设备运行状态的诊断方法，尤其涉及一种适用于旋转机械设备的诊断方法、存储介质及终端。
技术介绍
世界上最早开发设备诊断技术的国家是美国。1967年在美国宇航局和海军研究所的倡导和组织下，成立了美国机械故障预防小组(MFPG)，随后美国的(PCBPiezotronics，Inc.)、CTC(USAConnectionTechnologyCenter，Inc.)CO.，LTD，及后来居上的福禄克(FLUKE)均研发生产了众多设备诊断产品，代表产品型号Fluke802CN，Fluke810，此外，设备诊断技术在欧洲一些国家，比如瑞典的斯凯孚(SKF)和亚洲的日本也得到很大发展。在国内，随着计算机技术及数字信号处理技术的迅速发展，设备振动监测与故障诊断技术被广泛应用于电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械中。目前这种技术已成为设备现代化管理和提高企业综合效益的技术基础。它之所以得到迅速发展，是由于传统的设备计划维修制度的缺陷造成了维修费用的巨大浪费。国内外经验表明，以振动监测与故障诊断技术为基础的设备预知维修能节省大量的维修费用，可以取得显著的经济效益，而且还能保证设备的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保障人身和设备安全，提高劳动生产率。国内的厂家如安徽容知，上海东太等。从总体上分析，国内外的产品有两个特征，其一是在线监测系统，以SKF公司的IMX-S振动在线监测系统，通过现场16通道或32通道振动数据采集，数据传输到远程，高级数据分析师通过时域和频域信号分析，得出诊断分析报告，但是缺点是过程复杂，设备价格高，依赖高技术诊断分析师；其二是简单的一体化振动变送器，这类产品是将振动传感器的信号通过信号调理转换为4～20mA，用于单个测振点的振动强度烈度的检测，但是对于准确地判断设备状态与故障，还需要更多设备管理和维护经验的后续技术支持，对于复杂设备则无法全面反映设备状态。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中无法准确地判断设备的状态与故障的问题，提供了一种设备运行状态的诊断方法、存储介质及终端。本专利技术提供了一种设备运行状态的诊断方法，所述方法包括自诊断步骤，所述自诊断步骤包括：S01：根据设备的转速、加速度、速度和包络信号参数计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率；S02：确定频谱上与所述特征频率最近的多个频率点；S03：计算特征频率幅值、特征频率倍频包络幅值、与特征频率最近的多个频率点倍频包络幅值的总幅值，以及所述总幅值的幅值比率；S04：根据所述总幅值、总幅值的幅值比率确定设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值；S05：比较所述基准参数值、实时参数值以实现设备运行状态的自诊断。作为一选项，所述设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值是基于设备不同工况下采用相同方法计算得出，基准参数值基于的是设备开始工作进入稳定工作状态时的工况参数，实时参数值基于的是设备正常运行时的实时工况参数。作为一选项，所述计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率的计算公式为：fBPF＝N*1X上式中，fBPF表示特征频率，N为设备工况常数，X为设备的转速。作为一选项，所述总幅值的具体计算公式为：AllfBPF＝AfBPF+(2AfBPF+2AfBPF-1+2AfBPF+1)+(3AfBPF+3AfBPF-1+3AfBPF+1+3AfBPF-2+3AfBPF+2)上式中，AllfBPF表示总幅值，AfBPF特征频率对应的幅值，fBPF-1、fBPF+1、fBPF-2、fBPF+2分别表示与特征频率最近的多个频率点中一个频率点，2A为2倍频包络幅值，3A为3倍频包络幅值。作为一选项，所述总幅值的幅值比率的计算公式具体为：AllfBPFRio＝AllfBPF/Allf上式中，AllfBPFRio表示总幅值的幅值比率，Allf表示频谱上所有频率点的幅值之和。作为一选项，所述确定设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值的计算公式为：Xa1＝(AllfBPF1+AllfBPF2+……AllfBPFN)/N；Xa2＝(AllfBPFRio1+AllfBPFRio2+……AllfBPFRioN)/N上式中，Xa1具体为第一基准参数值或第一实时参数值，Xa2具体为第二基准参数值或第二实时参数值，N表示选取的特征频率的数量，AllfBPFN表示第N个特征频率对应的总幅值，AllfBPFRioN表示第N个特征频率的幅值比率。作为一选项，所述自诊断步骤后还包括分级示警步骤：S11：预警步骤，当判断设备的实时参数值均大于基准参数值时，作出对应预警动作；S12：报警步骤，当判断设备的实时参数值均远远大于基准参数值时，作出对应报警动作。作为一选项，所述自诊断步骤前还包括设备运行状态的数据采集步骤：采集设备的转速信号、振动信号，根据所述振动信号获取设备的加速度、速度和包络信号。需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术方案可以相互组合构成新的技术方案，实现对设备的全方面诊断。本专利技术一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行所述的设备运行状态的诊断方法的步骤。本专利技术还包括一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行所述的设备运行状态的诊断方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术有益效果是：本专利技术根据设备的转速、加速度、速度和包络信号参数能够计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率，进而计算出设备的基准参数值、实时参数值，通过比较基准参数值与实时参数值即可实现设备运行状态的自诊断，能够及时、准确、全面地对设备的运行状态进行监测，当设备出现故障时，能够上报故障类型，进一步提升了工作效率，提高生产效益。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术实施例1的方法流程图；图2为本专利技术实施例2的系统框图；图3为本专利技术实施例2的信号调理模块的部分电路示意图；图4为本专利技术实施例2的数模转换模块电路示意图；图5为本专利技术实施例2的采样模块的电路示意图；图6为本专利技术实施例2的采样处理模块的电路示意图；图7a为本专利技术实施例2的控制单元中单片机的部分电路示意图；图7b为本专利技术实施例2的控制单元中单片机的部分电路示意图；图7c为本专利技术实施例2的控制单元中单片机的部分电路示意图；图8为本专利技术实施例2的通信单元的电路示意图。...

【技术保护点】
1.一种设备运行状态的诊断方法，其特征在于：所述方法包括自诊断步骤，所述自诊断步骤包括：/n根据设备的转速、加速度、速度和包络信号参数计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率；/n确定频谱上与所述特征频率最近的多个频率点；/n计算特征频率幅值、特征频率倍频包络幅值、与特征频率最近的多个频率点倍频包络幅值的总幅值，以及所述总幅值的幅值比率；/n根据所述总幅值、总幅值的幅值比率确定设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值；/n比较所述基准参数值、实时参数值以实现设备运行状态的自诊断。/n

【技术特征摘要】
1.一种设备运行状态的诊断方法，其特征在于：所述方法包括自诊断步骤，所述自诊断步骤包括：
根据设备的转速、加速度、速度和包络信号参数计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率；
确定频谱上与所述特征频率最近的多个频率点；
计算特征频率幅值、特征频率倍频包络幅值、与特征频率最近的多个频率点倍频包络幅值的总幅值，以及所述总幅值的幅值比率；
根据所述总幅值、总幅值的幅值比率确定设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值；
比较所述基准参数值、实时参数值以实现设备运行状态的自诊断。


2.根据权利要求1所述的设备运行状态的诊断方法，其特征在于：所述设备正常运行时的基准参数值、设备运行的实时参数值是基于设备不同工况下采用相同方法计算得出，基准参数值基于的是设备开始工作进入稳定工作状态时的工况参数，实时参数值基于的是设备正常运行时的实时工况参数。


3.根据权利要求1所述的设备运行状态的诊断方法，其特征在于：所述计算设备不同运行状态下对应的多个特征频率的计算公式为：
fBPF＝N*1X
上式中，fBPF表示特征频率，N为设备工况常数，X为设备的转速。


4.根据权利要求1所述的设备运行状态的诊断方法，其特征在于：所述总幅值的具体计算公式为：
AllfBPF＝AfBPF+(2AfBPF+2AfBPF-1+2AfBPF+1)+(3AfBPF+3AfBPF-1+3AfBPF+1+3AfBPF-2+3AfBPF+2)
上式中，AllfBPF表示总幅值，AfBPF特征频率对应的幅值，fBPF-1、fBPF+1、fBPF-2、fBPF+2分别表示与特征频率最近的多个频率点中一个频率点，2A为2倍频包络幅值，3A为3倍频包络幅值。


5.根据权利要求2所述的设备运行状态的诊断方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：段云，刘世明，
申请(专利权)人：成都卓微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51