一种电动阀门站异常工况识别及控制方法及其系统技术方案

一种电动阀门站异常工况识别及控制方法及其系统，方法包括：采集电动阀门站低压开关柜的工况信号集和

【技术实现步骤摘要】
一种电动阀门站异常工况识别及控制方法及其系统


[0001]本专利技术属于工业控制故障模式识别
，特别是一种电动阀门站异常工况识别及控制方法及其系统
。

技术介绍

[0002]当前工业生产中广泛采用了电动阀门作为工艺系统控制的执行终端
。
随着生产工艺和操作要求的不断提高，以及工业控制系统
(DCS
分散控制系统
、PLC
控制系统等
)
在生产企业的普及，原有的粗放型电动阀门已无法满足需求，基于优化和精密控制的角度需要采集更多过程参量
。
为了满足这种需求，电动阀门的电动执行器单元开始向智能化和集成化方向发展
。
低压开关柜作为电动阀门的控制和保护机构，同样随着工业自动化进程不断升级换代，早期的开关柜一般以硬接线回路将断路器
、
接触器和常规继电器等普通电气元件组合起来，实现对电动阀门的控制和保护
。
然而随着电动阀门的电动执行器单元的智能化和集成化，低压开关柜在工业实际应用中渐渐退化为简单的电气空开柜，而同时电动阀门的电动执行器单元自身的故障诊断功能还仍在持续开发中，并不能全面监测到电动阀门使用中的所有故障工况，且其自身的故障诊断信息受限于通讯协议限制或信号电缆布设不足，多数并未能进入工业控制系统
(
如
DCS、PLC
等
)
，从而使电动阀门长期以来存在故障难以识别
、
缺乏重要故障预警
、
处理过程耗用人力物力多等问题，带病运行的电动阀门继续使用往往给工业企业造成极大的事故损失
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提出一种电动阀门站异常工况识别及控制方法及其系统，有别于电动阀门的电动执行器单元自身诊断技术，基于电动阀门站低压开关柜的工况信号集和电动阀门站控制柜的辅助信号集，实现了多种电动阀门故障模式的识别
、
早期预警及钝化控制，对于电动阀门的故障诊断功能提供了有效的补充，且本专利技术基于电动阀门各类故障切分，可灵活组合按需搭配，能够提升企业工艺系统的可靠性及减少工业事故损失
。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一方面，一种电动阀门站异常工况识别及控制方法，包括：
[0006]采集电动阀门站低压开关柜的工况信号集和
/
或电动阀门站控制柜的辅助信号集；所述工况信号集包括主柜工作回路输入电压
、
主柜备用回路输入电压
、
主柜工作回路输入电流
、
主柜备用回路输入电流
、
主柜切换输出电压
、
主柜切换输出电流
、
主柜切换开关辅助触点
、
扩展柜支路输出电压
、
扩展柜支路输出电流
、
低压开关柜内温度
、
低压开关柜内湿度
、
混装控制柜端子骚扰电压
、
低压开关柜内响度
、
低压开关柜内合闸手柄位移和低压开关柜内空开辅助触点中的一个或多个；所述辅助信号集包括电动阀门前后介质参数和电动阀门控制指令中的一个或多个；
[0007]基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号；
[0008]基于所述钝化控制信号，执行对应的钝化控制
。
[0009]优选的，基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，具体包括：
[0010]当检测到任一预设电动阀门有输出控制指令，且控制指令触发后的第一定长时间内指定电流未达到对应电动阀门正常电流下界或电动阀门前后介质压力
、
温度和流量均未超出对应的阈值变化量时，识别为电动阀门拒动，触发电动阀门拒动报警信号和对应的钝化控制信号；
[0011]识别方程如下：
[0012][0013]其中，
j
表示预设电动阀门编号；
n
表示预设电动阀门个数；
Δ
t1表示控制指令触发后的第一定长时间；
F
j
表示电动阀门输出控制指令；表示指定电流未达到电动阀门正常动作电流下界；表示电动阀门前后介质压力未超出压力阈值变化量；表示电动阀门前后介质温度未超出温度阈值变化量；表示电动阀门前后介质流量未超出流量阈值变化量；所述指定电流包括主柜工作回路输入电流
、
主柜切换输出电流或扩展柜支路输出电流
。
[0014]优选的，基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，具体包括：
[0015]当检测到第二向前定长时间内所有预设电动阀门未输出控制指令，但指定电流达到电动阀门正常动作电流下界的最小值，或者，当检测到第二向前定长时间内任一预设电动阀门未输出控制指令但对应电动阀门前后介质参数有两项超过对应的阈值变化量时，识别为电动阀门误动，触发电动阀门误动报警信号和对应的钝化控制信号；
[0016]识别方程如下：
[0017][0018]其中，
j
表示预设电动阀门编号；
n
表示预设电动阀门个数；
min(I
jL
)
表示指定电流达到电动阀门正常动作电流下界的最小值；
Δ
t2表示第二向前定长时间；表示预设电动阀门未输出控制指令；表示所有预设电动阀门控制指令均未触发；
Δ
P
j
表示电动阀门前后介质压力超出压力阈值变化量；
Δ
T
j
表示电动阀门前后介质温度超出温度阈值变化量；
Δ
Q
j
表示电动阀门前后介质流量超出流量阈值变化量；所述指定电流包括主柜工作回路输入电流
、
主柜切换输出电流或扩展柜支路输出电流
。
[0019]优选的，基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，具体包括：
[0020]当检测到指定电流达到电动阀门站低压开关柜高负荷电流第二阈值，或者，当检测到指定电流达到电动阀门站低压开关柜高负荷电流第一阈值时且第三向前定长时间内
电动阀门误动未触发时所有预设电动阀门同时触发指令数不少于预设电动阀门前后介质变动数，识别为电动阀门过力矩，触发电动阀门过力矩报警信号和对应的钝化控制信号；
[0021]识别方程如下：
[0022][0023][0024]其中，
I...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电动阀门站异常工况识别及控制方法，其特征在于，包括：采集电动阀门站低压开关柜的工况信号集和
/
或电动阀门站控制柜的辅助信号集；所述工况信号集包括主柜工作回路输入电压
、
主柜备用回路输入电压
、
主柜工作回路输入电流
、
主柜备用回路输入电流
、
主柜切换输出电压
、
主柜切换输出电流
、
主柜切换开关辅助触点
、
扩展柜支路输出电压
、
扩展柜支路输出电流
、
低压开关柜内温度
、
低压开关柜内湿度
、
混装控制柜端子骚扰电压
、
低压开关柜内响度
、
低压开关柜内合闸手柄位移和低压开关柜内空开辅助触点中的一个或多个；所述辅助信号集包括电动阀门前后介质参数和电动阀门控制指令中的一个或多个；基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号；基于所述钝化控制信号，执行对应的钝化控制；基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，具体包括：当检测到任一预设电动阀门有输出控制指令，且控制指令触发后的第一定长时间内指定电流未达到对应电动阀门正常电流下界或电动阀门前后介质压力
、
温度和流量均未超出对应的阈值变化量时，识别为电动阀门拒动，触发电动阀门拒动报警信号和对应的钝化控制信号；识别方程如下：其中，
j
表示预设电动阀门编号；
n
表示预设电动阀门个数；
Δ
t1表示控制指令触发后的第一定长时间；
F
j
表示电动阀门输出控制指令；表示指定电流未达到电动阀门正常动作电流下界；表示电动阀门前后介质压力未超出压力阈值变化量；表示电动阀门前后介质温度未超出温度阈值变化量；表示电动阀门前后介质流量未超出流量阈值变化量；所述指定电流包括主柜工作回路输入电流
、
主柜切换输出电流或扩展柜支路输出电流
。2.
根据权利要求1所述的电动阀门站异常工况识别及控制方法，其特征在于，基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，还包括：当检测到第二向前定长时间内所有预设电动阀门未输出控制指令，但指定电流达到电动阀门正常动作电流下界的最小值，或者，当检测到第二向前定长时间内任一预设电动阀门未输出控制指令但对应电动阀门前后介质参数有两项超过对应的阈值变化量时，识别为电动阀门误动，触发电动阀门误动报警信号和对应的钝化控制信号；识别方程如下：其中，
min(I
jL
)
表示指定电流达到电动阀门正常动作电流下界的最小值；
Δ
t2表示第二
向前定长时间；表示预设电动阀门未输出控制指令；表示所有预设电动阀门控制指令均未触发；
Δ
P
j
表示电动阀门前后介质压力超出压力阈值变化量；
Δ
T
j
表示电动阀门前后介质温度超出温度阈值变化量；
Δ
Q
j
表示电动阀门前后介质流量超出流量阈值变化量；所述指定电流包括主柜工作回路输入电流
、
主柜切换输出电流或扩展柜支路输出电流
。3.
根据权利要求2所述的电动阀门站异常工况识别及控制方法，其特征在于，基于所述工况信号集和
/
或辅助信号集进行电动阀门站工况识别，如果识别为异常工况，触发电动阀门站异常工况报警信号和钝化控制信号，还包括：当检测到指定电流达到电动阀门站低压开关柜高负荷电流第二阈值，或者，当检测到指定电流达到电动阀门站低压开关柜高负荷电流第一阈值时且第三向前定长时间内电动阀门误动未触发时所有预设电动阀门同时触发指令数不少于预设电动阀门前后介质变动数，识别为电动阀门过力矩，触发电动阀门过力矩报警信号和对应的钝化控制信号；识别方程如下：识别方程如下：其中，
I
H2
表示电动阀门站低压开关柜高负荷电流第二阈值；
I
H1
表示电动阀门站低压开关柜高负荷电流第一阈值；
Δ
t3表示第三向前定长时间；表示电动阀门误动未触发；
CNT(F
j
(
表示所有预设电动阀门同时触发指令数；
CNT(
Δ
P
j
·
Δ
T
j
+
Δ
T
j
·
Δ
Q
j
+
Δ
P
j
·
Δ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈志刚，刘俊雄，
申请(专利权)人：厦门华夏国际电力发展有限公司，
类型：发明
国别省市：