机电设备故障预警方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机电设备技术领域，具体涉及一种机电设备故障预警方法及系统。
【背景技术】
[0002] 机电设备广泛应用在当代的生活和生产过程中，例如空调、电梯、机床、发电机组 等。任何机电设备在运行中都可能会出现故障，故障的发生会带来经济的损失，甚至人员的 伤亡。
[0003] 对机电设备进行定期的检查和保养能够降低故障的发生几率，但是不能完全消除 故障隐患。公开号为CN204404456U的中国专利提出了一种中央空调报警控制系统，但是只 能实现空调故障发生时的报警，损失已经发生，并不能在故障前提供预警信息。
[0004] 期望能够在故障发生之前对故障进行预警，从而提供足够的时间采取措施来防止 故障的发生，以避免或减小损失，降低维修和保养的费用。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种机电设备故障预警方法及系统，能够在故障发生前进 行预警。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种机电设备故障预警方法。所述机电设备故障预 警方法，包括：获得所述机电设备的多种运行参数在多个时刻的数值；在所述运行参数中， 选取与故障模型对应的至少一种故障判定参数，并根据所述故障判定参数在多个时刻的数 值和所述故障模型计算对应的故障检验值，所述故障检验值用于表征该种故障判定参数在 多个时刻的数值与故障模型在对应时刻的偏差；在所述故障检验值或多个所述故障检验值 的加权小于或等于对应的判定阈值时发出与故障模型对应的故障预警信息。
[0007] 优选地，所述故障预警信息包括故障类型、故障原因以及故障表现的至少之一。
[0008] 优选地，所述故障模型包括与故障判定参数X对应的故障判定参数的时间曲线X =fCT)〇
[0009] 优选地，根据如下公式计算与故障判定参数对应的故障检验值Rx:Rx= f(ΤΙ)-XII+1f(T2) -X2I+··· +1f(Τη)-XnI，其中XI、Χ2···Χη分别为所述故障判定参数在ΤΙ、 Τ2…Τη时刻的数值。
[0010] 优选地，通过如下步骤建立所述故障模型：获得同一种机电设备故障的多个样本， 所述样本包括所述机电设备的多种运行参数在故障前和故障中的的数值；获得在故障前和 故障中的数值不一致的运行参数；从所述在故障前和故障中的数值不一致的运行参数中获 得故障判定参数，其中，在故障前的相同时刻，来自所述多个样本的所述故障判定参数的数 值具有一致性；根据所述故障判定参数在故障前多个时刻的数值建立该故障判定参数的时 间曲线。
[0011]优选地，通过如下步骤判断在故障前的相同时刻，来自所述多个样本的所述故障 判定参数的数值是否具有一致性：根据来自所述多个样本的故障判定参数的数值计算平均 值Μ和方差δ;判断来自所述多个样本的故障判定参数的数值是否落在（Μ-η*δ，Μ+η*δ) 之内，其中，η为有理数。
[0012] 根据本发明的另一个方面，提供一种机电设备故障预警系统。所述机电设备故障 预警系统，包括：运行参数获取单元，用于获取机电设备的多种运行参数在多个时刻的数 值；故障检验值计算单元，用于在所述运行参数中，选取与故障模型对应的至少一种故障判 定参数，并根据所述故障判定参数在多个时刻的数值和所述故障模型计算对应的故障检验 值，所述故障检验值用于表征该种故障判定参数在多个时刻的数值与故障模型在对应时刻 的偏差；故障预警信息发送单元，在所述故障检验值或多个所述故障检验值的加权小于或 等于对应的判定阈值时发出与故障模型对应的故障预警信息。
[0013] 优选地，所述故障预警信息包括故障类型、故障原因以及故障表现的至少之一。
[0014] 优选地，所述故障模型包括与故障判定参数X对应的故障判定参数的时间曲线X =fCT)〇
[0015] 优选地，根据如下公式计算与故障判定参数对应的故障检验值Rx:Rx= f(ΤΙ)-XII+1f(T2) -X2I+··· +1f(Τη)-XnI，其中XI、Χ2···Χη分别为所述故障判定参数在ΤΙ、 Τ2…Τη时刻的数值。
[0016] 优选地，所述系统还包括：样本获取单元，用于获得同一种机电设备故障的多个样 本，所述样本包括所述机电设备的多种运行参数在故障前和故障中的的数值；第一筛选单 元，用于获得在故障前和故障中的数值不一致的运行参数；第二筛选单元，用于从所述在故 障前和故障中的数值不一致的运行参数中获得故障判定参数，其中，在故障前的相同时刻， 来自所述多个样本的所述故障判定参数的数值具有一致性；故障模型建立单元，用于根据 所述故障判定参数在故障前多个时刻的数值建立该故障判定参数的时间曲线。
[0017] 优选地，所述第二筛选单元通过如下步骤判断在故障前的相同时刻，来自所述多 个样本的所述故障判定参数的数值是否具有一致性：根据来自所述多个样本的故障判定参 数的数值计算平均值Μ和方差δ;判断来自所述多个样本的故障判定参数的数值是否落在 (Μ-η*δ，Μ+η*δ)之内，其中，η为有理数。
[0018] 本发明的机电设备故障预警方法及系统基于相似性原理，根据故障模型和机电设 备的运行参数能够进行故障预警从而提供足够的时间采取措施来防止故障的发生，以避免 或减小损失，降低维修和保养的费用。
【附图说明】
[0019] 通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和 优点将更为清楚，在附图中：
[0020] 图1是本发明实施例的机电设备故障预警方法的流程图；
[0021] 图2是本发明实施例的建立故障模型的流程图；以及
[0022] 图3是本发明实施例的机电设备故障系统的示意性框图。
【具体实施方式】
[0023] 以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下 文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有 这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过 程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0024] 此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且 附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的"包 括"、"包含"等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是"包 括但不限于"的含义。
[0025] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"等仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义 是两个或两个以上。
[0026] 对于机电设备，由于同一款产品的设计与制造工艺是相同的，因此同一款产品具 有相同的设计缺陷和工艺缺陷。在使用过程中，同一款产品具有相同的或相似的故障。产品 故障的发生是一个渐变的过程，在故障发生前可以体现在产品在故障前的运行参数中。同 一款产品可能具有多种相同的故障，所述多种故障体现在产品在故障前的不同的运行参数 中。
[0027] 本发明的机电设备故障预警方法根据机电设备的运行参数在多个时刻的数值和 故障预警库进行预警。故障预警库包括至少一个故障模型以及对应的故障分析信息，其中， 故障分析信息包括故障的类型、故障的原因、故障的表现形式以及解决方法等。
[0028] 故障模型对应至少一个故障判定参数，故障模型包括与所述至少一个故障判定参 数对应的时间曲线。
[0029] 下面以空调为例，描述本发明实施例的机电设备故障预警方法。空调通常包括：压 缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀、单向阀毛细管组件以及控制电路等。空调的运行参数例如包 括：电压V、电流I、温度Temp、冷凝压力Pc与蒸发压力Pe等。
[0030] 在本实施例中，故障预警库包括故障模型（I)、故障模型（II)和故障模型（III) 以及与故障模型（I)、故障模型（II)和故障模型（III)分别对应的故障分析信息。
[0031] 例如，故障模型（I)为压缩机故障的模型，故障模型（II)为冷凝器故障的模型， 故障模型（III)为压缩机和冷凝器同时出现故障的模型。
[0032] 故障模型（I)的故障判定参数为空调运行的电压，故障模型（I)包括电压的 时间曲线π(τ)。
[0033] 故障模型（II)的故障判定参数为空调运行的电压和冷凝压力，故障模型（II) 包括电压的时间曲线f2 (Τ)和冷凝压力的时间曲线f3 (Τ)。
[0034] 故障模型（III)的故障判定参数为空调运行的电压、电流和冷凝压力，故障模型 (III)包括电压的时间曲线f4 (T)、电流的时间曲线f5 (T)、和冷凝压力的时间曲线f5 (T)。
[0035] 参照图1，本发明实施例的机电设备故障预警的方法包括：
[0036] 步骤S10