一种设备数据的分层采集方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及设备在线监测领域，尤其涉及一种设备数据的分层采集方法和装置。
【背景技术】
[0002] 近些年来，像电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械设备种类日趋繁 多，结构也愈加复杂，其故障的频发不仅给企业的生产带来巨大损失，而且还可能造成重大 事故。这些设备的维修难度较大，也会占用大量人力和物力。随着计算机技术及数字信号处 理技术的迅速发展，机械设备状态监测技术正在被企业所应用。
[0003] 状态监测技术通过不断获取设备在运行中或相对于静态条件下的状态信息，通过 对这些信息的分析和处理，并结合设备的历史状态，来定量地掌握设备的技术状态，预测设 备寿命，为设备运行和基于状态维修提供技术基础。状态监测系统包括了数据采集、数据保 存、数据分析、报警系统等几个组成部分。数据采集作为状态监测系统的输入端，必须确保 及时采集真实可靠、数量足够的数据，同时尽可能的避免过多冗余数据造成额外的存储压 力。
[0004] 现有的采集技术一般分为两类:定时采集和连续采集。定时采集为按照既定的时 间间隔，每次采集一组波形。由于设备某些部件劣化的速度非常迅速，比如轴承保持架断 裂，为了能够实时监控高危设备的瞬时状态避免事故，必须设置非常短的采集间隔时间。最 极端的情况就是采取连续采集策略，连续地观察设备每分每秒的状态，保证不出现漏报的 情况。高密度的采集保证了及时的监控，但是占据了大量存储资源，低密度的采集确保了数 据的存储，但是无法保证一定能捕捉到系统异常，有漏报的可能性。
[0005] 为了兼顾实时监控和合理利用存储空间，单一的采集技术无法满足要求，因此需 要一种系统性层次化的采集方案。
【发明内容】
[0006] 鉴于此，本发明提供了一种新的设备数据的分层采集方案，以力图解决或至少缓 解上面存在的问题。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种设备数据的分层采集方法，该方法包括:将设 备数据至少划分为第一层级数据、第二层级数据和第三层级数据;每间隔第一时间间隔采 集一组第一层级数据，并获取该组数据的一组第一指标;每间隔预定时间区间在该预定时 间区间内获取的多组第一指标中选择一组进行存储，以便根据第一指标在状态监控中捕捉 设备异常;每间隔第二时间间隔采集一组第二层级数据，并获取该组数据的一组第二指标； 存储每组第二指标，以便根据第二指标在状态监控中定位设备故障;每间隔第三时间间隔 采集一组第三层级数据，并获取该组数据的一组第三指标;存储每组第三层级数据和该组 数据的一组第三指标，以便在设备异常时根据第三层级数据及其第三指标诊断设备故障。
[0008] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中将设备数据至少划分为第一层级 数据、第二层级数据和第三层级数据的步骤还包括:将设备数据至少划分为第一层级数据、 第二层级数据、第三层级数据和第四层级数据；以及本发明的方法还包括步骤:每间隔第四 时间间隔采集一组第四层级数据并存储，以便在设备异常时根据第四层级数据精确诊断设 备故障。
[0009] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中分别采集的第一层级数据、第二层 级数据、第三层级数据和第四层级数据均为时域波形，第一时间间隔、第二时间间隔、第三 时间间隔和第四时间间隔依次增大，各层级数据的波形时长和采样点数均依次增大。
[0010] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中第一层级数据的第一时间间隔为 0,波形时长为30毫秒~30秒，采样点数为1024~16384;第二层级数据的第二时间间隔为1 分钟~60分钟，波形时长为300毫秒~1分钟，采样点数为1024~65536;第三层级数据的第 三时间间隔为1小时~24小时，波形时长为1秒~1分钟，采样点数为1024~131072;第四层 级数据的第四时间间隔为1天~14天，波形时长为10秒~60分钟，采样点数为65536~ 4194304。
[0011] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中一组第一指标包括有效值、峭度指 标和频段能量指标。
[0012] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中预定时间区间为30秒，每间隔预定 时间区间在该预定时间区间内获取的多组第一指标值中选择一组进行存储的步骤包括:每 间隔预定时间区间在该预定时间区间内获取的多组第一指标中选择有效值最大的一组第 一指标进行存储。
[0013] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，还包括步骤:在获取第一层级数据的第 一指标之后，判断该第一指标中有效值是否超过有效值阈值，若是，则加密采集第三层级数 据和第四层级数据。
[0014] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，加密采集第三层级数据和第四层级数 据的步骤还包括:在加密采集第四层级数据之前，检测第四层级数据的加密采集次数；以及 判断该加密采集次数是否超过第四层级数据加密采集阈值，若是，则不加密采集第四层级 数据。
[0015] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，加密采集第三层级数据和第四层级数 据的步骤包括:在当前的第三时间间隔内额外采集一组第三层级数据；以及在当前的第四 时间间隔内额外采集一组第四层级数据。
[0016] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中一组第二指标值包括包络谱频段 能量指标。
[0017] 可选地，在根据本发明的分层采集方法中，其中一组第三指标包括有效值、峭度指 标、频段能量指标、包络谱频段能量指标和至少一种零件指标，该零件指标的种类包括转轴 指标、轴承指标、齿轮指标、叶片指标和塔筒指标。
[0018] 根据本发明的另一个方面，提供了一种设备数据的分层采集装置，包括：设置模 块，适于将设备数据至少划分为第一层级数据、第二层级数据和第三层级数据;第一采集模 块，适于每间隔第一时间间隔采集一组第一层级数据，并获取该组数据的一组第一指标;还 适于每间隔预定时间区间在该预定时间区间内获取的多组第一指标中选择一组进行存储； 第二采集模块，适于每间隔第二时间间隔采集一组第二层级数据，并获取该组数据的一组 第二指标;第三采集模块，适于每间隔第三时间间隔采集一组第三层级数据，并获取该组数 据的一组第三指标；以及存储模块，适于存储第一采集模块选择存储的第一指标，以便根据 第一指标在状态监控中捕捉设备异常;还适于存储第二采集模块获取的每组第二指标，以 便根据第二指标在状态监控中定位设备故障;还适于存储第三采集模块采集的每组第三层 级数据和该组数据的一组第三指标，以便在设备异常时根据第三层级数据及其第三指标诊 断设备故障。
[0019] 可选地，在根据本发明的分层采集装置中，还包括第四采集模块，设置模块适于将 所述设备数据至少划分为第一层级数据、第二层级数据、第三层级数据和第四层级数据，第 四采集模块适于每间隔第四时间间隔采集一组第四层级数据并存储，以及存储模块还适于 存储第四采集模块采集的第四层级数据，以便在设备异常时根据第四层级数据精确诊断设 备故障。
[0020] 可选地，在根据本发明的分层采集装置中，其中分别采集的第一层级数据、第二层 级数据、第三层级数据和第四层级数据均为时域波形，第一时间间隔、第二时间间隔、第三 时间间隔和第四时间间隔依次增大，各层级数据的波形时长和采样点数均依次增大。
[0021] 可选地，在根据本发明的分层采集装置中，其中第一层级数据的第一时间间隔为 0,波形时长为30毫秒~30秒，采样点数为1024~16384;第二层级数据的第二时间间隔为1 分钟~60分钟，波形时长为300毫秒~1分钟，采样点数为1024~65536;第三层级数据的第 三时间间隔为1小时~24小时，波形时长为1秒~1分钟，采样点数为1024~131072;第