一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统的制作方法

1.本发明涉及二次供水系统技术领域，尤其涉及一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统。


背景技术：

2.二次供水是指单位或者个人使用储存或加压等设施，将城市公共供水或者自建设施供水经储存、加压后，再供用户使用，二次供水是高层供水的方式。其中提升泵是二次供水泵房的主要动力设备。其检测用的传感器属于智能化辅助设备，二次供水系中统往往由检测探头对水位、水质以及设备状态进行检测，并将检测到的数字量经过plc模块转化为模拟量显示在显示器上，便于人员观看，在设备出现故障时，声光报警器自启动发出警示信号。
3.二次供水泵房运维故障诊断是指当电气设备出现异常后，工作人员到达现场根据观察了解设备的运行状态对设备进行维修处理，工作人员在事后需要写一份运维报告。在实际操作过程中，二次供水泵房中存在大量的传感器，由此在控制柜的显示屏上会显示大量检测数据，工作人员在只能根据借助传感器监测的数据找出异常点和经验找出设备问题所在，而从检测数据量大，不便于工作人员快速查明原因。此外，现有的二次供水泵房的运维诊断大多是由人员数手动书写，再进行存档，后来人员在学习时需要翻看前人记录的纸质资料，且纸质资料不便于保存，因此需要一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统，包括上位机、移动终端、操作平台、在线监测模块、预测模块和plc模块，所述操作平台和上位机之间通过电缆进行通讯，所述移动终端通过无线通讯与操作平台相互通讯，所述操作平台上设置有远程协作和视频会议模块，所述在线监测模块的检测对象有供水泵、加压泵、电动阀、水质、水压、流速、巡防点位和噪音，所述操作平台还包括信息发布模块、信息管理模块和数据模块，且数据模块由数据存储和数据分析组成。
7.作为本发明再进一步的方案：所述数据分析中包含有处理报告，且处理报告由时间、设备名称、维修用时、异常数据点、异常表现以及处理结果组成，时间为故障发现时间，异常表现包含文字描述、图片和视频文件。
8.作为本发明再进一步的方案：所述在线监测模块在监测供水泵和加压泵时检测内容有工作电流、工作电压、工作频率、检修状态、启停状态和保护状态。
9.作为本发明再进一步的方案：所述在线监测模块在监测电动阀时检测内容有阀门
的开程度，在线监测模块在监测水质时检测内容有水体的浊度、ph值和水体中的余氯含量。
10.作为本发明再进一步的方案：所述在线监测模块在监测水压和流速时检测内容有进站压力、出水压力和出水流量，在线监测模块监测巡防点位的检测内容有水位和水体温度。
11.作为本发明再进一步的方案：所述噪音检测用于检测二次供水管泵房中的分贝数，当泵体出现异常时，泵体会产生明显的振动，进而产生噪音，噪音检测用于检测泵体出现的异常振动。
12.作为本发明再进一步的方案：所述上位机包含有触摸屏和pc机，用于工作人员操作设备更改数据使用，上位机与plc模块通过总线进行连接。
13.作为本发明再进一步的方案：所述信息发布模块为访客浏览接口，用于向公众展示泵房运行状态和水质，实现数据的公开透明。
14.作为本发明再进一步的方案：所述信息管理模块用于工作人员登操作平台后，查询或更改二次供水泵站设备运行参数报表、设备台账信息以及增加或减少信息发布模块中对外展示的项目内容。
15.作为本发明再进一步的方案：所述预测模块通过工作人员输入在数据存储模块中的设备检修计划报表，在时间和运转次数上与现有设备的运行状态进行对比，在设备出现失修时，提醒因未更换磨损件而造成的结果。
16.本发明的有益效果为：
17.1.设备正常运行时，在线监测模块监测各个点位的数据，plc模块中的数模转换功能将监测的信号以模拟量进行存储，若监测数据不在设定的正常数值范围中，数据模块将异常的数据以红色显示，以此将异常数据与正常数据进行区分，便于运维人员在检修时快速了解到异常点，并根据异常数据找到对应的设备，便于人员进行故障诊断；设置的远程协作和视频会议模块用于多人进行网络会议，在会议过程中，参会人员调取数据资料进行观看，并给出相关建议，最后，由其中一名参会人员将会议内容进行整理形成处理报告并保存，便于提供电子数据，便于保存以及便于积累技术数据，为大数据统计提供基础服务；
18.2.通过设置的数据分析中包含有处理报告，且处理报告由时间、设备名称、维修用时、异常数据点、异常表现以及处理结果组成，时间为故障发现时间，异常表现包含文字描述、图片和视频文件，便于后期回顾查看时了解到准确的故障表现，同时便于积累数据，为大数据分析提供基础数据；
19.3.通过设置的在线监测模块监测项目重多，为大数据分析提供数据支撑；信息发布模块为访客浏览接口，用于向公众展示泵房运行状态和水质，访客登录平台后，查看基于地形图、影像图，管线数据展示泵房位置和运行状态，有利于实现数据和运行过程的公开透明。
附图说明
20.图1为本发明提出的一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统的框架结构示意图；
21.图2为本发明提出的一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统的数据分析结构框图；
22.图3为本发明提出的一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统的水质检测结构框图。
具体实施方式
23.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
24.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
25.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
26.参照图1
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3，一种基于大数据的二次供水泵房运维故障诊断和预测系统，包括包括上位机、移动终端、操作平台、在线监测模块、预测模块和plc模块，操作平台和上位机之间通过电缆进行通讯，移动终端通过无线通讯与操作平台相互通讯，操作平台上设置有远程协作和视频会议模块，在线监测模块的检测对象有供水泵、加压泵、电动阀、水质、水压、流速、巡防点位和噪音，操作平台还包括信息发布模块、信息管理模块和数据模块，且数据模块由数据存储和数据分析组成。
27.本发明中，数据分析中包含有处理报告，且处理报告由时间、设备名称、维修用时、异常数据点、异常表现以及处理结果组成，时间为故障发现时间，异常表现包含文字描述、图片和视频文件，便于后期回顾查看时了解到准确的故障表现，同时便于积累基础数据，为大数据分析提供基础数据，便于找寻事故间的相同点，为快速诊断和预测提供基础信息。
28.本发明中，在线监测模块在监测供水泵和加压泵时检测内容有工作电流、工作电压、工作频率、检修状态、启停状态和保护状态。
29.本发明中，在线监测模块在监测电动阀时检测内容有阀门的开程度，在线监测模块在监测水质时的检测内容有水体的浊度、ph值和水体中的余氯含量。
30.本发明中，在线监测模块在监测水压和流速时检测内容有进站压力、出水压力和出水流量，在线监测模块监测巡防点位的检测内容有水位和水体温度，在线监测模块监测项目多，为大数据分析提供数据支撑。
31.本发明中，噪音检测用于检测二次供水管泵房中的分贝数，当泵体出现异常时，泵体会产生明显的振动，进而产生噪音，噪音检测用于检测泵体出现的异常振动。
32.本发明中，上位机包含有触摸屏和pc机，用于工作人员操作设备更改数据使用，上位机与plc模块通过总线进行连接，将各监测点位的数据显示在上位机上，便于人员直观的了解到设备运行状态。
33.本发明中，信息发布模块为访客浏览接口，用于向公众展示泵房运行状态和水质，访客登录平台后，查看基于地形图、影像图，管线数据展示泵房位置和运行状态，有利于实
现数据和流程的公开透明，由于访客只拥有浏览的权限，进而避免访客修改设备参数导致设备出现异常；同时信息发布模块便于实现在线同步监督的功能，提升监管的力度。
34.本发明中，信息管理模块用于工作人员登操作平台后，查询或更改二次供水泵站中电气设备运行参数报表、设备台账信息以及增加或减少信息发布模块中对外展示的项目内容，工作人员在平台注册时拥有备注码，而访客在注册时没有备注码，继而在系统中将访客与工作人员分开，使得访客和工作人员同属人员一类但拥有的操作权限不同，由此实现系统中用户人员的模块化封装，权限清晰，易于拓充，便于维护，具有良好的灵活性。
35.本发明中，预测模块通过工作人员输入在数据存储模块中的设备检修计划报表，在时间和运转次数上与现有设备的运行状态进行对比，在设备出现失修时，提醒因未更换磨损件而造成的结果，例如未定期更换轴承导致转轴转动精度降低进而导致运行数据失真，或者密封件在设备运行过程中出现磨损导致密封效果降低进而出现泄漏，通过对设备的工作时间或工作次数进行统计实现预测的目的，此外根据系统中处理报告中异常数点以及异常表现通过大数据技术的数据相关性处理，在再次发生数据异常时，在上位机和移动终端上显示设备可能出现的故障，并提示查看相关历史资料。
36.工作原理：设备正常运行时，在线监测模块监测各个点位的数据，plc模块中的数模转换功能将监测的信号以模拟量进行存储，若监测数据不在设定的正常数值范围中，数据模块将异常的数据以红色显示，以此将异常数据与正常数据进行区分，便于运维人员在检修时快速了解到异常点，并根据异常数据找到对应的设备，便于人员进行故障诊断；设置的远程协作和视频会议模块用于多人进行网络会议，在会议过程中，参会人员调取数据资料进行观看，并给出相关建议，最后，由其中一名参会人员将会议内容进行整理形成处理报告并保存；数据分析中包含有处理报告，且处理报告由时间、设备名称、维修用时、异常数据点、异常表现以及处理结果组成，时间为故障发现时间，异常表现包含文字描述、图片和视频文件，便于后期回顾查看时了解到准确的故障表现，同时便于积累数据，为大数据分析提供基础数据。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。