一種設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)備在線監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，像電力、石油化工、冶金等行業(yè)的大型、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備種類日趨繁多，結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，其故障的頻發(fā)不僅給企業(yè)的生產(chǎn)帶來巨大損失，而且還可能造成重大事故。這些設(shè)備的維修難度較大，也會占用大量人力和物力。隨著計算機(jī)技術(shù)及數(shù)字信號處理技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備振動監(jiān)測與遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)正在被企業(yè)所應(yīng)用。振動監(jiān)測和遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)通過傳感器收集設(shè)備工作時的振動數(shù)據(jù)并對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析診斷，從而判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和可能出現(xiàn)的故障。與傳統(tǒng)的設(shè)備計劃維修方式相比，振動監(jiān)測和遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)存在諸多優(yōu)勢。首先，不需要維護(hù)人員在現(xiàn)場檢查設(shè)備，不僅可以節(jié)省人力成本，而且尤其適用于一些環(huán)境惡劣的場合，如沙漠、化工廠。其次，根據(jù)收集的振動數(shù)據(jù)做出的故障診斷更加精確可靠，甚至可以在設(shè)備尚未出現(xiàn)明顯故障時判斷出故障隱患。
[0003]目前，在對于各種機(jī)械設(shè)備的振動數(shù)據(jù)處理策略中，一般實施數(shù)據(jù)的定點(diǎn)采集與保存，也就是設(shè)置一個時間間隔，然后固定在每個時間間隔點(diǎn)進(jìn)行振動數(shù)據(jù)采集，并將采集的振動數(shù)據(jù)提供給故障診斷中心進(jìn)行診斷。然而，這種策略僅適用于諸如汽輪發(fā)電機(jī)組這樣的穩(wěn)態(tài)設(shè)備，即運(yùn)行時轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化不大的設(shè)備，并不適合非穩(wěn)態(tài)設(shè)備。非穩(wěn)態(tài)設(shè)備在運(yùn)行時轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化較大，典型示例是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行受到風(fēng)的影響，機(jī)組的轉(zhuǎn)速處于隨機(jī)的波動狀態(tài)，難以找到規(guī)律。使用上述振動數(shù)據(jù)的定點(diǎn)采集策略，可能會導(dǎo)致這樣的情況，即在某個時間點(diǎn)采集的振動數(shù)據(jù)，其對應(yīng)的機(jī)組轉(zhuǎn)速非常低，難以進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)的有效分析，或者在一段時間內(nèi)機(jī)組轉(zhuǎn)速可能存在很大的波動，這段時間內(nèi)采集的振動數(shù)據(jù)也同樣難以進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)分析，甚至可能被作為誤信號處理。
[0004]因此，需要一種適應(yīng)非穩(wěn)態(tài)設(shè)備的振動數(shù)據(jù)處理機(jī)制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方案，以力圖解決或至少緩解上面存在的問題。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種設(shè)備振動數(shù)據(jù)方法，該方法包括:接收在第一采樣周期采集的設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，該振動數(shù)據(jù)與設(shè)備在該第一采樣周期的設(shè)備轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)；確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則；如果與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，則緩存該振動數(shù)據(jù)；在接下來的采樣周期上重復(fù)上述接收、確定和緩存步驟，直到緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的這兩個采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0007]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，還包括:在后繼的采樣周期上重復(fù)上述接收、確定和緩存步驟；以及對依次緩存的后繼采樣周期上的振動數(shù)據(jù)重復(fù)上述選擇并保留步驟；直至到達(dá)第N個采樣周期為止，存儲并輸出所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0008]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第一規(guī)則包括與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速處于預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間，以及與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動處于預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間。
[0009]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間包括第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間包括與第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、與第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和與第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0010]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，還包括:根據(jù)對設(shè)備在預(yù)定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，以及對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0011 ] 可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中獲得步驟包括:根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間和預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間篩選預(yù)定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)；將與經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速按從高到低的順序劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間；根據(jù)第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間中的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動的數(shù)字范圍分別確定第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0012]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中設(shè)備包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間為200RPM至1900RPM，預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間為O至100RPM。
[0013]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中劃分第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間的步驟包括:將經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)速的前%的部分劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間，將接下來a2%的部分劃分為第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間，將接下來a3%的部分劃分為第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，其中70%彡&1%+&2%+&3%彡100%，20%彡&1%彡40%，20%^ a2%^ 40%,20%^ a3%^ 40%。
[0014]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當(dāng)前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速大的振動數(shù)據(jù)。
[0015]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當(dāng)前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等時，選擇其關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動小的振動數(shù)據(jù)。
[0016]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中振動數(shù)據(jù)還與設(shè)備在采集該振動數(shù)據(jù)的采樣周期的設(shè)備輸出功率關(guān)聯(lián)，第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當(dāng)前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等且轉(zhuǎn)速波動相等時，選擇其關(guān)聯(lián)的輸出功率大的振動數(shù)據(jù)。
[0017]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中第二規(guī)則還包括在前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)與當(dāng)前采樣周期上的振動數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)速波動相等以及輸出功率相等時，選擇前一采樣周期上的振動數(shù)據(jù)。
[0018]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中采樣周期為300-60000mso
[0019]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理方法中，其中N的范圍為5至288000。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置，包括:接收模塊，適于接收在第一采樣周期采集的設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，該振動數(shù)據(jù)與設(shè)備在該第一采樣周期的設(shè)備轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)；運(yùn)算模塊，適于確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則；緩存模塊，適于如果運(yùn)算模塊確定與該振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)；接收模塊還適于在接下來的采樣周期上重復(fù)接收采集的設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，運(yùn)算模塊還適于在接下來的采樣周期上重復(fù)確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則，緩存模塊還適于在接下來的采樣周期上重復(fù)如果運(yùn)算模塊確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)，直到緩存模塊緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；以及運(yùn)算模塊還適于根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的這兩個采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0021]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中，接收模塊還適于在后繼的采樣周期上重復(fù)接收采集的設(shè)備的振動數(shù)據(jù)，運(yùn)算模塊還適于在后繼的采樣周期上重復(fù)確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動是否滿足第一規(guī)則，緩存模塊還適于在后繼的采樣周期上重復(fù)如果運(yùn)算模塊確定與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速波動滿足第一規(guī)則，緩存該振動數(shù)據(jù)，直到所述緩存模塊緩存了滿足第一規(guī)則的另一采樣周期的振動數(shù)據(jù)；以及運(yùn)算模塊還適于根據(jù)與至少轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速波動關(guān)聯(lián)的第二規(guī)則，在依次緩存的后繼采樣周期上的振動數(shù)據(jù)中選擇其中一個振動數(shù)據(jù)并保留所選擇的振動數(shù)據(jù)，直至到達(dá)第N個采樣周期為止，存儲并輸出所選擇的振動數(shù)據(jù)。
[0022]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中第一規(guī)則包括與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的設(shè)備轉(zhuǎn)速處于預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間，以及與振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動處于預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間。
[0023]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，其中所述預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間包括第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，所述預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間包括與第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、與第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和與第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間對應(yīng)的第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0024]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，所述運(yùn)算模塊還適于根據(jù)對設(shè)備在預(yù)定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得所述第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間，以及對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0025]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備振動數(shù)據(jù)處理裝置中，運(yùn)算模塊還適于根據(jù)預(yù)定轉(zhuǎn)速區(qū)間和預(yù)定轉(zhuǎn)速波動區(qū)間篩選預(yù)定時間段上采集的振動數(shù)據(jù)；還適于將與經(jīng)過篩選的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速按從高到低的順序劃分為第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間；以及根據(jù)第一轉(zhuǎn)速子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速子區(qū)間中的振動數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速波動的數(shù)字范圍分別確定第一轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間、第二轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間和第三轉(zhuǎn)速波動子區(qū)間。
[0026]可選地，在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備