一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统技术方案

本发明专利技术涉及炼焦技术领域，用于解决难以实现对炼焦生产设备的故障状态的全面分析，更难以对炼焦生产设备的故障问题进行准确预测，增加了炼焦生产工艺的危险性的问题，尤其公开了一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、故障预分析单元、强制故障分析单元、自然故障分析单元、故障综合预测单元、预警反馈单元和显示终端；本发明专利技术，通过数据分析以及模型分析的方式，分别从不同层面对炼焦生产设备的故障状态进行准确的预测分析，并利用集合分析以及数据信号转化的方式，实现了炼焦生产设备的故障状态准确的预测分析的同时，也实现对炼焦生产设备故障的全面预测分析，保障炼焦生产的安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统


[0001]本专利技术涉及炼焦
，具体为一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统。

技术介绍

[0002]焦化厂是现代工业中最基础的工业，其主要任务是为其他工业的发展提供一个物质基础，炼焦生产工艺、机械设备及生产组织有着区分其他生产工艺的特性，在炼焦生产过程中四大车是焦炉生产的重要设备，其中，四大车包括推焦车、装煤车、拦焦车、熄焦车，四大车之间的协作性很强，相互制约，稍有协作不当，易出问题，这些特点造成了炼焦生产作业具有较大的危急性和发生事故的可能性，且当炼焦生产设备一旦处于故障状态就很难进行管理，因此，实现对炼焦生产设备故障的准确预测，则显得至关重要；
[0003]但现有的在对炼焦生产设备的故障预测分析的方式中，大都是通过人工巡视以及单一监测设备进行辅助预测，其对炼焦生产设备的故障预测分析的方式存在不准确性和片面性，难以实现对炼焦生产设备的故障状态的全面分析，更难以对炼焦生产设备的故障问题进行准确预测，无法对炼焦生产设备的故障进行提前预防，故增加了炼焦生产工艺的危险性，极大的影响了焦化厂的经济效益；
[0004]为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决现有的对炼焦生产设备的故障预测分析的方式中，难以实现对炼焦生产设备的故障状态的全面分析，更难以对炼焦生产设备的故障问题进行准确预测，无法对炼焦生产设备的故障进行提前预防，故增加了炼焦生产工艺的危险性，极大的影响了焦化厂的经济效益的问题，通过数据分析以及模型分析的方式，分别从不同层面对炼焦生产设备的故障状态进行准确的预测分析，并利用集合分析以及数据信号转化的方式，将多个故障预测层面进行了整合分析，从而在实现了炼焦生产设备的故障状态准确的预测分析的同时，也实现对炼焦生产设备故障的全面预测分析，保障炼焦生产的安全性，提高了焦化厂的经济效益，而提出一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统，包括服务器，服务器通信连接有数据采集单元、故障预分析单元、强制故障分析单元、自然故障分析单元、故障综合预测单元、预警反馈单元和显示终端；
[0008]所述数据采集单元用于采集单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息、强制老化信息和自然老化信息，并将其分别发送至故障预分析单元、强制故障分析单元、自然故障分析单元；
[0009]所述故障预分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息，并进行故障预分析处理，据此生成设备初判轻微故障信号、设备初判中度故障信号和设备初判
严重故障信号，并将其均发送至预警反馈单元；
[0010]所述强制故障分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的强制老化信息，并进行强制老化程度判定分析处理，据此生成强制恶化轻度信号、强制恶化轻中度信号和强制恶化重度信号，将强制恶化轻度信号、强制恶化轻中度信号均发送至故障综合预测单元，将强制恶化重度信号发送至预警反馈单元；
[0011]所述自然故障分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的自然老化信息，并进行自然老化程度判定分析处理，据此生成自然轻微老化信号、自然一般老化信号和自然严重老化信号，将自然轻微老化信号、自然一般老化信号均发送至故障综合预测单元，将自然严重老化信号发送至预警反馈单元；
[0012]所述故障综合预测单元用于对接收的强制恶化程度类型判定信号和自然老化程度类型判定信号进行故障综合预测分析处理，据此生成综合预测轻微故障信号、综合预测中度故障信号和综合预测重度故障信号，并将其发送至预警反馈单元；
[0013]所述预警反馈单元用于对接收的各类型故障判定信号进行预警控制分析处理，并以警示字样描述以及警示灯预警的方式发送至显示终端进行显示说明。
[0014]进一步的，故障预分析处理的具体操作步骤如下：
[0015]实时获取单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息中的异响声音和震动幅度，并将其分别标定为sf
ij
和zd
ij
，其中，i＝1，2，3
……
n1，j＝1，2，3
……
n2；
[0016]将单位时间内的各炼焦生产设备的异响声音和震动幅度进行均值分析，依据公式Jsf
i
＝(sf
i1
+sf
i2
+
……
+sf
in2
)
÷
n2，Jzd
i
＝(zd
i1
+zd
i2
+
……
+zd
in2
)
÷
n2，得到各炼焦生产设备的平均异响值和平均震动值；
[0017]将各炼焦生产设备的平均异响值和平均震动值进行累加分析，依据公式tdz
i
＝Jsf
i
+Jzd
i
，得到各炼焦生产设备的故障推断值；
[0018]设置各炼焦生产设备的故障推断值的对应的故障参照阈值TT1
i
，并将各炼焦生产设备的故障推断值与对应的预设故障参照阈值TT1
i
进行比较分析；
[0019]当故障推断值大于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判严重故障信号，当故障推断值等于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判中度故障信号，当故障推断值小于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判轻微故障信号。
[0020]进一步的，强制老化程度判定分析处理的具体操作步骤如下：
[0021]实时获取各炼焦生产设备的强制老化信息中的松动值、偏离值和折弯值，并将其分别标定为sd
i
、pl
i
和zw
i
，并将其进行归一化分析，依据公式gdx＝e1*sd
i
+e2*pl
i
+e3*zw
i
，得到各炼焦生产设备的轨道状态系数，其中，e1、e2和e3分别为松动值、偏离值和折弯值的权重因子系数，且e1、e2和e3均为大于0的自然数；
[0022]设置轨道状态系数的状态参照阈值TT2
i
，并将各炼焦生产设备的轨道状态系数与对应的预设状态参照阈值TT2
i
进行比较分析；当轨道状态系数大于等于对应的预设状态参照阈值TT2
i
时，则生成设备轨道异常信号，当轨道状态系数小于对应的预设状态参照阈值TT2
i
时，则生成设备轨道正常信号；
[0023]实时获取单位时间内的各炼焦生产设备的运行速度，并将其标定为xv
ij
，并将单位时间内捕捉的各炼焦生产设备的运行速度进行均值分析，依据公式Jxv
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统，包括服务器，其特征在于，服务器通信连接有数据采集单元、故障预分析单元、强制故障分析单元、自然故障分析单元、故障综合预测单元、预警反馈单元和显示终端；所述数据采集单元用于采集单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息、强制老化信息和自然老化信息，并将其分别发送至故障预分析单元、强制故障分析单元、自然故障分析单元；所述故障预分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息，并进行故障预分析处理，据此生成设备初判轻微故障信号、设备初判中度故障信号和设备初判严重故障信号，并将其均发送至预警反馈单元；所述强制故障分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的强制老化信息，并进行强制老化程度判定分析处理，据此生成强制恶化轻度信号、强制恶化轻中度信号和强制恶化重度信号，将强制恶化轻度信号、强制恶化轻中度信号均发送至故障综合预测单元，将强制恶化重度信号发送至预警反馈单元；所述自然故障分析单元用于接收单位时间内各炼焦生产设备的自然老化信息，并进行自然老化程度判定分析处理，据此生成自然轻微老化信号、自然一般老化信号和自然严重老化信号，将自然轻微老化信号、自然一般老化信号均发送至故障综合预测单元，将自然严重老化信号发送至预警反馈单元；所述故障综合预测单元用于对接收的强制恶化程度类型判定信号和自然老化程度类型判定信号进行故障综合预测分析处理，据此生成综合预测轻微故障信号、综合预测中度故障信号和综合预测重度故障信号，并将其发送至预警反馈单元；所述预警反馈单元用于对接收的各类型故障判定信号进行预警控制分析处理，并以警示字样描述以及警示灯预警的方式发送至显示终端进行显示说明。2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统，其特征在于，故障预分析处理的具体操作步骤如下：实时获取单位时间内各炼焦生产设备的运行状态信息中的异响声音和震动幅度，并将单位时间内的各炼焦生产设备的异响声音和震动幅度进行均值分析，得到各炼焦生产设备的平均异响值和平均震动值；将各炼焦生产设备的平均异响值和平均震动值进行累加分析，得到各炼焦生产设备的故障推断值；设置各炼焦生产设备的故障推断值的对应的故障参照阈值TT1
i
，并将各炼焦生产设备的故障推断值与对应的预设故障参照阈值TT1
i
进行比较分析；当故障推断值大于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判严重故障信号，当故障推断值等于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判中度故障信号，当故障推断值小于对应的预设故障参照阈值TT1
i
时，则生成设备初判轻微故障信号。3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的炼焦生产设备故障预测系统，其特征在于，强制老化程度判定分析处理的具体操作步骤如下：实时获取各炼焦生产设备的强制老化信息中的松动值、偏离值和折弯值，并将其进行归一化分析，得到各炼焦生产设备的轨道状态系数；设置轨道状态系数的状态参照阈值TT2
i
，并将各炼焦生产设备的轨道状态系数与对应
的预设状态参照阈值TT2
i
进行比较分析；当轨道状态系数大于等于对应的预设状态参照阈值TT2
i
时，则生成设备轨道异常信号，当轨道状态系数小于对应的预设状态参照阈值TT2
i
时，则生成设备轨道正常信号；实时获取单位时间内的各炼焦生产设备的运行速度，并将单位时间内捕捉的各炼焦生产设备的运行速度进行均值分析，得到各炼焦生产设备的平均速度值；将各炼焦生产设备的平均速度值进行数据分析，得到各炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，孟庆勇，杨晓鸿，黄海峰，欧战备，张伟，弭明涛，袁明朋，张一硕，冉恒新，李莉，陈帅，崔平，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司临涣选煤厂，
类型：发明
国别省市：