风机故障预警方法、装置、设备及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及新能源场站设备技术领域，特别是涉及一种风机故障预警方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

在新能源综合系统中，风机主要是由机械部件和电气部件组成，当风机发生电气故障时，会通过保护系统使风机处于紧急停机状态。但是当发生机械部件由于长时间运行或者装配工艺存在缺陷，发生摩擦以及松动等机械异常时，只有当该机械部件磨损或松动到危及风机正常运行时，保护系统才会动作，风机紧急停机，造成机械不可逆损伤，保护存在滞后性。

目前对风机定检方式是通过肉眼观察是否发生磨损及螺栓松动等机械性故障，根据电力安规要求，风机运行过程中不允许攀登风机，无法实现对风机运行过程中状态的监测。通过肉眼观察的定检方式，人力和物力投资成本较大，同时存在人为主观意识的判断，造成漏判的风险。并且由于机械部件的磨损和振动造成的机械部件的故障是不可逆的，在处理过程中往往需要更换部件，造成风机停机时间长及运维成本的增加等不足。

综上所述，如何有效地解决人工肉眼判断风机机械故障，人力物力成本高，存在漏判风险，停机时间长，运维成本高等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种风机故障预警方法，该方法较大地节省了人力物力成本，降低了漏判风险，减低了机械部件的更换率，减少了风机停机时间，节省了运维成本；本发明的另一目的是提供一种风机故障预警装置、设备及计算机可读存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种风机故障预警方法，包括：

获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号；

从预设数据库中调取各所述目标部件分别对应的参考声音电信号；其中，所述预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系；

利用各所述参考声音电信号对各所述实际声音电信号进行校验，得到校验结果；

当根据所述校验结果确定存在异常部件时，对所述异常部件进行预警操作。

在本发明的一种具体实施方式中，获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号，包括：

通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各所述目标部件分别对应的实际声音电信号；其中，所述实际声音电信号为所述数据采集卡从设置在各所述目标部件所在位置的预设范围内的声音探测器中采集得到的。

在本发明的一种具体实施方式中，通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各所述目标部件分别对应的实际声音电信号，包括：

通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时，所述数据采集卡对在预设时长内按预设采集频率采集的各所述实际声音电信号统计分析后得到的各所述目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数；

从预设数据库中调取各所述目标部件分别对应的参考声音电信号，包括：

从预设数据库中调取在所述预设时长和所述预设采集频率条件下，各所述目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围；其中，所述预设数据库中预存有风机在各预设时长和各预设采集频率条件下，各部件与各参考声音电信号分段频数范围之间的对应关系；

利用各所述参考声音电信号对各所述实际声音电信号进行校验，包括：

利用各所述参考声音电信号分段频数范围分别对各所述实际声音电信号分段频数进行校验。

在本发明的一种具体实施方式中，在通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各所述目标部件分别对应的实际声音电信号之后，还包括：

对各所述实际声音信号进行显示；

在从预设数据库中调取各所述目标部件分别对应的参考声音电信号之后，还包括：

通过所述labview软件对各所述参考声音电信号进行显示。

在本发明的一种具体实施方式中，各所述参考声音电信号为风机正常运行时各所述目标部件分别对应的标准声音电信号。

在本发明的一种具体实施方式中，对所述异常部件进行预警操作，包括：

根据异常部件的异常等级对所述异常部件进行相应等级的预警操作。

一种风机故障预警装置，包括：

信号获取模块，用于获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号；

信号调取模块，用于从预设数据库中调取各所述目标部件分别对应的参考声音电信号；其中，所述预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系；

结果获得模块，用于利用各所述参考声音电信号对各所述实际声音电信号进行校验，得到校验结果；

预警模块，用于当根据所述校验结果确定存在异常部件时，对所述异常部件进行预警操作。

在本发明的一种具体实施方式中，所述信号获取模块具体为通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时，所述数据采集卡对在预设时长内按预设采集频率采集的各所述实际声音电信号统计分析后得到的各所述目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数的模块；

所述信号调取模块具体为从预设数据库中调取在所述预设时长和所述预设采集频率条件下，各所述目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围的模块；其中，所述预设数据库中预存有风机在各预设时长和各预设采集频率条件下，各部件与各参考声音电信号分段频数范围之间的对应关系；

所述结果获得模块包括信号校验子模块，所述信号校验子模块具体为利用各所述参考声音电信号分段频数范围分别对各所述实际声音电信号分段频数进行校验的模块。

一种风机故障预警设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前所述风机故障预警方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述风机故障预警方法的步骤。

应用本发明实施例所提供的方法，通过获取风机运行时各目标部件对应的实际声音电信号，并在预设数据库中预先存储各部件与各参考声音电信号之间的对应关系，从预设数据库中调取与各目标部件对应的各参考声音电信号，利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果，根据校验结果判断是否存在异常部件，在确定存在异常部件时，进行预警操作。相较于现有的通过肉眼观察判断风机机械故障的方式，较大地节省了人力物力成本，降低了漏判风险，减低了机械部件的更换率，减少了风机停机时间，节省了运维成本。

相应的，本发明实施例还提供了与上述风机故障预警方法相对应的风机故障预警装置、设备和计算机可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中风机故障预警方法的一种实施流程图；

图2为本发明实施例中风机故障预警方法的另一种实施流程图；

图3为风机正常运行时某部件对应的标准声音电信号的示意图；

图4为风机异常运行时某部件对应的异常声音电信号的示意图；

图5为本发明实施例中风机故障预警方法的另一种实施流程图；

图6为风机正常运行时某部件对应的标准声音电信号分段频数范围的示意图；

图7为风机异常运行时某部件对应的异常声音电信号分段频数范围的示意图；

图8为本发明实施例中一种风机故障预警装置的结构框图；

图9为本发明实施例中一种风机故障预警设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参见图1，图1为本发明实施例中风机故障预警方法的一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

s101：获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号。

在综合能源系统的风机运行过程中，风机的各部件会发出声音信号，可以将声音信号通过相应的转化器件转化为电信号，从而得到声音电信号。可以获取风机运行时如风机轮毂、机舱、塔底平台等各目标部件分别对应的实际声音电信号。

s102：从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号。

其中，预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系。

可以预先设置存储有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系的数据库，从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号。参考声音电信号可以为风机正常运行时，各目标部件分别对应的标准声音电信号，也可以是风机异常运行时各目标部件分别对应的异常声音电信号。

s103：利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果。

在获取到风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号，以及各目标部件分别对应的参考声音电信号之后，可以利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果。例如，当各参考声音电信号为风机正常运行时，各目标部件分别对应的标准声音电信号时，可以对比各实际声音电信号与相应的参考声音电信号是否相同，若各实际声音电信号分别与对应的参考声音电信号相同，则说明风机的各目标部件均处于正常运行状态。当各参考声音电信号为风机异常运行时各目标部件分别对应的异常声音电信号时，可以对比各实际声音电信号与相应的参考声音电信号是否相同或相近，若存在实际声音电信号与对应的参考声音电信号相同，则说明风机存在目标部件均处于异常运行状态。

s104：当根据校验结果确定存在异常部件时，对异常部件进行预警操作。

当根据校验结果确定存在异常部件时，可以进一步分析是哪个具体目标部件出现了异常，并对异常部件进行预警操作，以提示运维管理人员及时采取相应的修复措施。从而在风机机械部件出现磨损以及松动等初期就可以被及时发现，运维管理人员对其进行相应的维护工作，减少了大部件损坏，从而降低了运维成本，提高了风机运行的可靠性。预警方式可以通过预设的指示灯闪烁的方式进行预警，也可以是通过声音报警器进行发出声音报警信号的方式进行预警，本发明实施例对预警方式不做限定，只要能起到相应的预警效果即可。

应用本发明实施例所提供的方法，通过获取风机运行时各目标部件对应的实际声音电信号，并在预设数据库中预先存储各部件与各参考声音电信号之间的对应关系，从预设数据库中调取与各目标部件对应的各参考声音电信号，利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果，根据校验结果判断是否存在异常部件，在确定存在异常部件时，进行预警操作。相较于现有的通过肉眼观察判断风机机械故障的方式，较大地节省了人力物力成本，降低了漏判风险，减低了机械部件的更换率，减少了风机停机时间，节省了运维成本。

需要说明的是，基于上述实施例一，本发明实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例一中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。

实施例二：

参见图2，图2为本发明实施例中风机故障预警方法的另一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

s201：通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号。

其中，实际声音电信号为数据采集卡从设置在各目标部件所在位置的预设范围内的声音探测器中采集得到的。

可以在风机的各目标部件所在位置的预设范围内分别设置声音探测器，如可以在风机轮毂、机舱、塔底平台分别安装声音探测器，利用各声音探测器采集风机运行时各目标部件的实际声音信号，并通过声音探测器将各实际声音信号转化成对应的实际电信号，从而得到各实际声音电信号。并设置与声音探测器通信连接的数据采集卡，如可以通过bnc线建立声音探测器与数据采集卡之间的通信连接，利用数据采集卡从各声音探测器中采集各实际声音电信号。可以在控制主机端预先部署labview软件，控制主机与数据采集卡相连，通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号。

s202：对各实际声音信号进行显示。

在获取到风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号之后，可以通过labview软件界面对各实际声音信号进行显示。

s203：从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号。

其中，预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系，参考声音电信号为风机正常运行时各目标部件分别对应的标准声音电信号。

可以在预设数据库中预先存储风机正常运行时各目标部件分别对应的标准声音电信号，作为目标部件的参考声音电信号。可以从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号。

s204：通过labview软件对各参考声音电信号进行显示。

在调取到各目标部件分别对应的参考声音电信号之后，可以通过labview软件对各参考声音电信号进行显示。如图3所示，为风机正常运行时某部件对应的标准声音电信号的示意图。由图3可以看出在风机正常运行时该部件各采样点的电压较均匀分布在0～4v之间。

在风机运行过程中，可能存在有些部件相对其他部件来说更容易出现异常，在这种情况下，可以在预设数据库中预先设置容易出现异常的各目标部件在风机异常运行时分别对应的异常声音电信号作为参考声音电信号。当检测到存在目标部件在运行时产生的声音电信号与对应设置的异常声音电信号相似度较高时，则可快速判定该目标部件存在异常。如图4所示，为风机异常运行时某部件对应的异常声音电信号的示意图。由图4可以看出在风机运行一段时间后，假如轮毂或机舱内某一机械部件发生摩擦或剧烈振动，会伴随着剧烈的异响，对应的各采样点的电压会发生突变。

s205：利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果。

s206：当根据校验结果确定存在异常部件时，根据异常部件的异常等级对异常部件进行相应等级的预警操作。

在根据校验结果确定存在异常部件时，可以进一步确定异常部件的异常等级，如可以根据异常部件的实际声音电信号与预设的参考声音电信号的差别大小，确定异常部件当前的异常等级。并可以预先设置各异常等级与各预警等级之间的对应关系，以根据异常部件的异常等级对异常部件进行相应等级的预警操作。

实施例三：

参见图5，图5为本发明实施例中风机故障预警方法的另一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

s501：通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时，数据采集卡对在预设时长内按预设采集频率采集的各实际声音电信号统计分析后得到的各目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数。

可以预先设置数据采集卡的采集频率，并可以预先设置数据采集卡采集风机的声音电信号的时长，在风机运行时，数据采集卡可以在预设时长内按预设采集频率采集得到的各目标部件分别对应的实际声音电信号，并对各实际声音电信号进行统计分析，从而得到各目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数。可以通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数。

s502：从预设数据库中调取在预设时长和预设采集频率条件下，各目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围。

其中，预设数据库中预存有风机在各预设时长和各预设采集频率条件下，各部件与各参考声音电信号分段频数范围之间的对应关系。

可以在预设数据库中预先存储风机在各预设时长和各预设采集频率条件下，各部件与各参考声音电信号分段频数范围之间的对应关系。可以从预设数据库中调取在预设时长和预设采集频率条件下，各目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围。

需要说明的是，采集频率和预设时长可以根据实际情况进行设定和调整，本发明实施例对此不做限定。如可以将采集频率设定为6hz，预设时长为10min，在该条件下，如图6和图7所示，图6为风机正常运行时某部件对应的标准声音电信号分段频数范围的示意图，图7为风机异常运行时某部件对应的异常声音电信号分段频数范围的示意图。由此可以反映该部件在正常运行时采样点在各电压区间的频数分布，以及部件在异常运行时采样点在各电压区间的频数分布。

s503：利用各参考声音电信号分段频数范围分别对各实际声音电信号分段频数进行校验。

在获取到风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数，并调取到各目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围之后，可以利用各参考声音电信号分段频数范围分别对各实际声音电信号分段频数进行校验，得到校验结果。

s504：当根据校验结果确定存在异常部件时，对异常部件进行预警操作。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种风机故障预警装置，下文描述的风机故障预警装置与上文描述的风机故障预警方法可相互对应参照。

参见图8，图8为本发明实施例中一种风机故障预警装置的结构框图，该装置可以包括：

信号获取模块81，用于获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号；

信号调取模块82，用于从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号；其中，预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系；

结果获得模块83，用于利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果；

预警模块84，用于当根据校验结果确定存在异常部件时，对异常部件进行预警操作。

应用本发明实施例所提供的装置，通过获取风机运行时各目标部件对应的实际声音电信号，并在预设数据库中预先存储各部件与各参考声音电信号之间的对应关系，从预设数据库中调取与各目标部件对应的各参考声音电信号，利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果，根据校验结果判断是否存在异常部件，在确定存在异常部件时，进行预警操作。相较于现有的通过肉眼观察判断风机机械故障的方式，较大地节省了人力物力成本，降低了漏判风险，减低了机械部件的更换率，减少了风机停机时间，节省了运维成本。

在本发明的一种具体实施方式中，信号获取模块81具体为通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号的模块；其中，实际声音电信号为数据采集卡从设置在各目标部件所在位置的预设范围内的声音探测器中采集得到的。

在本发明的一种具体实施方式中，信号获取模块81具体为通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时，数据采集卡对在预设时长内按预设采集频率采集的各实际声音电信号统计分析后得到的各目标部件分别对应的实际声音电信号分段频数的模块；

信号调取模块82具体为从预设数据库中调取在预设时长和预设采集频率条件下，各目标部件分别对应的参考声音电信号分段频数范围的模块；其中，预设数据库中预存有风机在各预设时长和各预设采集频率条件下，各部件与各参考声音电信号分段频数范围之间的对应关系；

结果获得模块83包括信号校验子模块，信号校验子模块具体为利用各参考声音电信号分段频数范围分别对各实际声音电信号分段频数进行校验的模块。

在本发明的一种具体实施方式中，该装置还可以包括：

显示模块，用于在通过labview软件从数据采集卡中获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号之后，对各实际声音信号进行显示；

显示模块，还用于在从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号之后，通过labview软件对各参考声音电信号进行显示。

在本发明的一种具体实施方式中，预警模块84具体为根据异常部件的异常等级对异常部件进行相应等级的预警操作的模块。

相应于上面的方法实施例，参见图9，图9为本发明所提供的风机故障预警设备的示意图，该设备可以包括：

存储器91，用于存储计算机程序；

处理器92，用于执行上述存储器91存储的计算机程序时可实现如下步骤：

获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号；从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号；其中，预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系；利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果；当根据校验结果确定存在异常部件时，对异常部件进行预警操作。

对于本发明提供的设备的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。

相应于上面的方法实施例，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：

获取风机运行时各目标部件分别对应的实际声音电信号；从预设数据库中调取各目标部件分别对应的参考声音电信号；其中，预设数据库中预存有各部件与各参考声音电信号之间的对应关系；利用各参考声音电信号对各实际声音电信号进行校验，得到校验结果；当根据校验结果确定存在异常部件时，对异常部件进行预警操作。

该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。