本發(fā)明涉及自動化,尤其涉及數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、隨著我國能源事業(yè)的不斷發(fā)展,水輪發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)中的地位日益重要。
2、現(xiàn)有的數(shù)字智能化水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng)中,部分測量環(huán)節(jié)仍需人工干預(yù),導(dǎo)致測量過程耗時長、誤差大,同時,處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力有限,不能實(shí)時處理大量測量數(shù)據(jù),無法對異常情況進(jìn)行快速識別,影響了對軸線狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。
3、因此,本發(fā)明提出數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),用以解決現(xiàn)有技術(shù)中部分測量環(huán)節(jié)仍需人工干預(yù),導(dǎo)致測量過程耗時長、誤差大,同時,處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力有限,不能實(shí)時處理大量測量數(shù)據(jù),無法對異常情況進(jìn)行快速識別,影響了對軸線狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控的缺陷。
2、一方面,本發(fā)明提供數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),包括:
3、第一獲取模塊:采用高精度測繪儀器對水輪發(fā)電機(jī)組及其部件進(jìn)行三維坐標(biāo)測量,獲取相關(guān)的幾何參數(shù);
4、第一檢測模塊:根據(jù)軸線測量傳感器檢測水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動,獲取振動信號;
5、第一轉(zhuǎn)換模塊:對所述相關(guān)的幾何參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理,以及將振動信號轉(zhuǎn)換為電信號;
6、生成模塊:根據(jù)預(yù)處理結(jié)果和電信號提取出軸線的位置信息,并生成實(shí)時的軸線位置圖,根據(jù)所述軸線位置圖實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量。
7、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),第一獲取模塊,包括:
8、第一獲取單元:獲取水輪發(fā)電機(jī)組及其部件的設(shè)備型號,根據(jù)所述設(shè)備型號獲取水輪發(fā)電機(jī)組及其部件的相關(guān)數(shù)據(jù);
9、匹配單元:根據(jù)所述相關(guān)數(shù)據(jù)獲取匹配的高精度測繪儀器;
10、選擇單元:獲取測量任務(wù)及測量任務(wù)的特點(diǎn),選擇對應(yīng)的測量方式;
11、參數(shù)調(diào)整單元:根據(jù)所述測量方式對所述高精度測繪儀器進(jìn)行參數(shù)調(diào)整;
12、第二獲取單元:根據(jù)調(diào)整后的高精度測繪儀器對水輪發(fā)電機(jī)組及其部件進(jìn)行三維坐標(biāo)測量,獲取相關(guān)的幾何參數(shù)。
13、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),第一檢測模塊,包括:
14、捕捉單元:根據(jù)軸線測量傳感器捕捉轉(zhuǎn)子在各個方向上的運(yùn)動情況;
15、存儲單元:根據(jù)所述運(yùn)動情況基于plc采集和存儲轉(zhuǎn)子的運(yùn)動數(shù)據(jù);
16、第三獲取單元:根據(jù)所述運(yùn)動數(shù)據(jù)基于頻譜分析儀獲取水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動波形;
17、第四獲取單元:將所述振動波形轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,并通過不同類型的濾波算法進(jìn)行濾波處理,根據(jù)處理后的結(jié)果獲取振動信號。
18、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),獲取振動信號后,還包括:
19、第一確定模塊:通過功率譜密度函數(shù)確定振動信號在特定頻率處的主要頻率成分和能量分布;
20、第二獲取模塊:根據(jù)所述主要頻率成分和能量分布獲取振動信號的幅值和頻譜特征;
21、第二確定模塊:獲取振動信號的時間序列,確定振動信號的趨勢和周期性;
22、第三獲取模塊:根據(jù)所述振動信號的幅值、頻譜特征、趨勢和周期性獲取轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中可能出現(xiàn)的異常狀況,并及時發(fā)出警報(bào)。
23、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),對所述相關(guān)的幾何參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理之后,還包括:
24、數(shù)據(jù)清洗模塊:對所述相關(guān)的幾何參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗;
25、第二轉(zhuǎn)換模塊:將清理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為易于分析和使用的格式,并進(jìn)行參數(shù)提取;
26、第四獲取模塊:根據(jù)提取出的參數(shù)獲取水輪發(fā)電機(jī)組及其部件的相關(guān)的重要特征數(shù)據(jù);
27、整合模塊:將所述重要特征數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,并通過預(yù)設(shè)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和融合;
28、識別模塊:根據(jù)交換和融合后的數(shù)據(jù)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法識別水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的故障點(diǎn),并基于仿真軟件進(jìn)行動力學(xué)模擬;
29、分析模塊:對所述故障點(diǎn)進(jìn)行分析并結(jié)合動力學(xué)模擬結(jié)果對水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行性能改善。
30、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),生成模塊,包括:
31、第五獲取單元:獲取電信號中的頻率信息和振動模態(tài),并結(jié)合預(yù)處理結(jié)果基于振動理論獲取軸線的振動位移;
32、映射單元:將所述振動位移映射回轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置,通過標(biāo)定曲線得到軸線的位置信息;
33、第六獲取單元:將所述位置信息與水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過程中的多個參數(shù)結(jié)合,實(shí)時獲取轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中的軸線位置信息;
34、繪制單元:將所述轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中的軸線位置信息繪制成實(shí)時的軸線位置圖,獲取軸線在運(yùn)行過程中的位置變化;
35、測量單元:根據(jù)所述位置變化實(shí)現(xiàn)數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量。
36、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),第二確定模塊,包括:
37、第七獲取單元:根據(jù)振動信號的采樣時序參數(shù)獲取振動信號的時間序列;
38、提取單元:提取振動信號在時間序列內(nèi)的信號特征向量;
39、第一確定單元:對信號特征向量進(jìn)行主成分分析,根據(jù)分析結(jié)果確定振動信號在空間結(jié)構(gòu)內(nèi)的變化情況;
40、第二確定單元:根據(jù)振動信號在空間結(jié)構(gòu)內(nèi)的變化情況確定振動信號的趨勢和周期性。
41、根據(jù)本發(fā)明提供的數(shù)字智能化的水輪發(fā)電機(jī)組軸線測量處理系統(tǒng),還包括:
42、采集模塊:利用立體視覺系統(tǒng),分別采集檢測水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時各組件處于至少三個不同位置狀態(tài)下時,各個第一類標(biāo)記點(diǎn)的像素坐標(biāo);
43、第三確定模塊:根據(jù)各組件在每個位置狀態(tài)下至少三個第一類標(biāo)記點(diǎn)的像素坐標(biāo),分別確定各組件在至少三個不同位置狀態(tài)下的位姿;
44、擬合單元:根據(jù)各組件在至少三個不同位置狀態(tài)下的位姿,擬合出各組件的軸線位姿;
45、測量模塊:測量水輪發(fā)電機(jī)組的空間振動誤差;
46、運(yùn)算模塊:根據(jù)水輪發(fā)電機(jī)組的空間振動誤差與起始測量點(diǎn)的差值運(yùn)算得出每個組件直線軸的振動定位誤差;
47、第五確定模塊:通過非運(yùn)動方向空間振動誤差首尾相連的方式確定每個組件視覺軸線誤差;
48、構(gòu)建模塊:通過誤差模型基于每個組件直線軸的振動定位誤差和視覺軸線誤差構(gòu)建軸線偏差辨識方程組,將每個組件的空間位置和初始軸線代入方程組計(jì)算出軸線誤差;
49、第二檢測模塊:檢測每個組件的位姿旋量,基于fis理論建立每個組件的運(yùn)動學(xué)誤差模型;
50、辨識模塊:基于最小二乘法辨識組件外圍軸線參數(shù);
51、補(bǔ)償模塊:將軸線誤差轉(zhuǎn)化為主動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角誤差對外圍軸線參數(shù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償。
52、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本技術(shù)的有益效果如下:
53、通過高精度測繪儀器獲取水輪發(fā)電機(jī)組及其部件的幾何參數(shù),并進(jìn)行預(yù)處理,同時,根據(jù)軸線測量傳感器檢測水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的微小振動,將振動信號轉(zhuǎn)換為電信號,獲取軸線的位置信息,生成軸線位置圖,避免人工干預(yù),降低測量誤差,同時,提高處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,保證了對軸線狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控。