高压抗燃油系统运行的监控系统的制作方法

1.本技术涉及火力发电厂高压抗燃油系统智能控制领域，尤其涉及一种高压抗燃油系统运行的监控系统。


背景技术：

2.在火力发电厂运行过程中，会出现高压抗燃油系统的泄露问题，当高压抗燃油的油箱油位低于油泵保护值时，油泵跳闸，随后汽轮机跳闸，从而影响火力发电的正常运行。
3.在相关技术中，在高压抗燃油系统的油箱油位低于设定值时，系统生成预警信息，但无法获知当前的泄露速度等数据。对于不同的泄露速度和泄露的剩余时间，相关工作人员可以采取不同的补救措施。所以如何获取高压抗燃油系统出现泄露时的泄露速度及泄露剩余时间，对保证高压抗燃油系统的正常运行具有重要的意义。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术提供了一种高压抗燃油系统运行的监控系统，包括：
5.油箱油位的模拟量信号输入单元，用于实时采集高压抗燃油的油箱的油位，并输出油箱油位的模拟量信号；
6.油箱泄露的开关量信号输入单元，用于判断所述高压抗燃油的油箱是否出现泄露，并输出油箱泄露的开关量信号；
7.油泵运行的开关量信号输入单元，用于基于所述高压抗燃油的油泵运行状态输出油泵运行的开关量信号；
8.与所述油箱油位的模拟量信号输入单元、所述油箱泄露的开关量信号输入单元和所述油泵运行的开关量信号输入单元连接的油位下降速率单元，用于在所述油箱泄露且所述油泵运行时，根据所述油箱油位的模拟量信号输出油位下降速率；
9.与所述油箱油位的模拟量输入单元、所述油箱泄露的开关量信号输入单元、所述油泵运行的开关量信号输入单元和所述油位下降速率单元连接的泄露剩余时间单元，用于在所述油箱泄露且所述油泵运行时，基于所述油箱油位的模拟量信号、所述油泵运行的开关量信号和所述油位下降速率，输出泄露剩余时间。
10.在本技术的一些实施例中，所述泄露剩余时间单元包括第一与块、第一二选一切换块、除法块和剩余时间输出块，其中：
11.所述油箱泄露的开关量信号输入单元和所述油泵运行的开关量信号输入单元均与所述第一与块的输入端连接，所述第一与块的输出端与所述第一二选一切换块的en使能端连接；
12.所述第一二选一切换块的第一输入端为第一预设值，所述油箱油位的模拟量输入单元与所述第一二选一切换块的第二输入端连接；
13.所述第一二选一切换块的输出端和所述油位下降速率单元的输出端均与所述除法块的输入端连接，所述除法块的输出端与所述剩余时间输出块连接。
14.作为一种可能的实现方式，在所述高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个；所述泄露剩余时间单元还包括：
15.第一或块，所述多个油泵运行的开关量信号输入单元均与所述第一或块的输入端连接，所述第一或块的输出端与所述第一与块的输入端连接。
16.在本技术的一些实施例中，所述油位下降速率单元包括第一延时块、第二与块、减法块、第二二选一切换块和速率输出块，其中：
17.所述油箱泄露的开关量信号输入单元和所述油泵运行的开关量信号输入单元均与所述第二与块的输入端连接，所述第二与块的输出端与所述第二二选一切换块的en使能端连接；
18.所述油箱油位的模拟量信号输入单元与所述第一延时块的输入端连接；
19.所述第一延时块的输出端和所述油箱油位的模拟量信号输入单元均与所述减法块连接；
20.所述第二二选一切换块的第一输入端为第二预设值，所述减法块的输出端与所述第二二选一切换块的第二输入端连接，所述第二二选一切换块的输出端分别与所述速率输出块和所述泄露剩余时间单元的所述除法块连接。
21.作为一种可能的实施方式，在所述高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个；所述油位下降速率单元还包括：
22.第二或块，所述多个油泵运行的开关量信号输入单元均与所述第二或块的输入端连接，所述第二或块的输出端与所述第二与块的输入端连接。
23.在本技术的一些实施例中，所述系统还包括：
24.与所述油泵运行的开关量信号输入单元连接的油泵轮换计时单元，用于对当前运行的高压抗燃油的油泵进行轮换计时。
25.在本技术的一些实施例中，所述油泵轮换计时单元包括：
26.油泵轮换计时器，与所述油泵运行的开关量信号输入单元连接；
27.第二延时块，所述第二延时块的输入端与所述油泵运行的开关量信号输入单元连接；
28.油泵轮换提醒块，与所述第二延时块的输出端连接，用于对在当前运行的油泵进行轮换提醒。
29.作为一种可能的实施方式，在所述高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个；所述油泵轮换计时单元还包括：
30.第三或块，所述多个油泵运行的开关量信号输入单元均与所述第三或块的输入端连接，所述第三或块的输出端分别与所述油泵轮换计时器和所述第二延时块的输入端连接。
31.在本技术的一些实施例中，所述油箱泄露的开关量信号输入单元具体用于：
32.实时获取所述高压抗燃油的母管油压力、所述高压抗燃油的油箱温度和所述高压抗燃油的油箱油位；
33.将所述高压抗燃油的母管油压力、所述高压抗燃油的油箱温度和所述高压抗燃油的油箱油位输入至预设的高压抗燃油泄露预测模型，获得所述高压抗燃油的油箱是否泄露的预测结果；其中，所述高压抗燃油泄露预测模型已学习得到基于高压抗燃油的母管油压
力高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位，预测高压抗燃油的油箱是否泄露的能力。
34.根据所述预测结果，输出所述油箱泄露的开关量信号。
35.根据本技术的技术方案，通过与油箱油位的模拟信号输入单元、油箱泄露的开关量信号输入单元和油泵运行的开关量信号输入单元连接的油位下降速率单元，在油箱泄露且油泵运行时，输出油位下降速率，并通过与油箱油位的模拟信号输入单元、油箱泄露的开关量信号输入单元、油泵运行的开关量信号输入单元和油位下降速率单元连接的泄露剩余时间单元，输出泄露剩余时间。这样，可以通过该系统在高压抗燃油出现泄露时，实时监控泄露速率及泄露剩余时间，使相关工作人员可以了解到泄露的状态，并采取符合当前故障的解决措施，以保证高压抗燃油系统的正常运行。
36.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
37.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
38.图1为本技术实施例所提供的一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图；
39.图2为本技术实施例中的高压抗燃油系统历史运行过程中的各运行参数的曲线示意图；
40.图3为本技术实施例中的高压抗燃油预测模型对高压抗燃油系统历史运行过程中的各运行参数的预测结果示意图；
41.图4为本技术实施例所提供的一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图；
42.图5为本技术实施例所提供的又一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图。
具体实施方式
43.下面详细描述本技术的实施例，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，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
44.需要说明的是，在火力发电厂运行过程中，会出现高压抗燃油系统的泄露问题，当高压抗燃油的油箱油位低于油泵保护值时，油泵跳闸，随后汽轮机跳闸，从而影响火力发电的正常运行。
45.在相关技术中，在高压抗燃油系统的油箱油位低于设定值时，系统生成预警信息，但无法获知当前的泄露速度等数据。对于不同的泄露速度和泄露的剩余时间，相关工作人员可以采取不同的补救措施。所以如何获取高压抗燃油系统出现泄露时的泄露速度及泄露剩余时间，对保证高压抗燃油系统的正常运行具有重要的意义。
46.为了解决上述问题，本技术提供了一种高压抗燃油系统运行的监控系统。
47.图1为本技术实施例所提供的一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图。如图1所示，该系统包括：油箱油位的模拟量信号输入单元110、油箱泄露的开关量信号输入
单元120、油泵运行的开关量信号输入单元130、油位下降速率单元140和泄露剩余时间单元150。其中：
48.油箱油位的模拟量信号输入单元110用于实时采集高压抗燃油的油箱的油位，并输出油箱油位的模拟量信号。油箱泄露的开关量信号输入单元120，用于判断高压抗燃油的油箱是否出现泄露，并输出油箱泄露的开关量信号。油泵运行的开关量信号输入单元130，用于基于高压抗燃油的油泵运行状态输出油泵运行的开关量信号。油位下降速率单元140与油箱油位的模拟量信号输入单元110、油箱泄露的开关量信号输入单元120和油泵运行的开关信号输入单元130连接，用于在油箱泄露且油泵运行时，根据油箱油位的模拟量信号输出油位下降速率。泄露剩余时间单元150与油箱油位的模拟量输入单元110、油箱泄露的开关量信号输入单元120、油泵运行的开关量信号输入单元130和油位下降速率单元140连接，用于在油箱泄露且油泵运行时，基于油箱油位的模拟量信号、油泵运行的开关量信号和油位下降速率，输出泄露剩余时间。
49.在本技术的一些实施例中，油箱油位的模拟量信号输入单元110可以为安装在高压抗燃油的油箱上的传感器，用于实时对油箱的油位进行采集并输出油箱油位的模拟量信号。油泵运行的开关量信号输入单元130可以为安装在高压抗燃油的油泵上的信号采集单元，用于采集油泵的运行状态，比如油泵为开启状态，输出高电平信号，油泵为关闭状态，输出低电平信号。
50.在本技术的一些实施例中，油箱泄露的开关量信号输入单元120具体用于：实时获取高压抗燃油的母管油压力、高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位；将高压抗燃油的母管油压力、高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位输入至预设的高压抗燃油泄露预测模型，获得高压抗燃油的油箱是否泄露的预测结果；其中，高压抗燃油泄露预测模型已学习得到基于高压抗燃油的母管油压力、高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位，预测高压抗燃油的油箱是否泄露的能力。根据预测结果，输出油箱泄露的开关量信号。比如，若预测结果为油箱泄露，则输出高电平信号，若预测结果为正常，则输出低电平信号。
51.其中，高压抗燃油泄露预测模型的训练过程可以包括以下过程：获取电厂高压抗燃油系统发生泄露时的实际运行数据和正常运行状态下的数据，分别包括发生泄露时高压抗燃油的母管油压力、高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位，以及正常运行状态下高压抗燃油的母管油压力、高压抗燃油的油箱温度和高压抗燃油的油箱油位；对这些数据进行预处理，包括数据格式变更、噪声去除等；将处理后的数据作为训练集，对初始高压抗燃油泄露预测模型进行训练，得到训练后的高压抗燃油泄露预测模型，其中，初始高压抗燃油泄露预测模型可以为基于随机森林、全连接神经网络、遗传算法等中的一种或者多种的混合构建的。
52.此外，训练后的高压抗燃油泄露预测模型可以通过高压抗燃油系统运行的历史数据进行验证。图2为基于历史数据得到的高压抗燃油的油箱液位曲线、高压抗燃油的油箱油温曲线和高压抗燃油的母管油压力曲线，将这些数据输入到训练后的高压抗燃油泄露预测模型，得到如图3所示的预测结果。其中，在18:57:00至18:57:30范围内油箱油位逐渐下降，高压抗燃油的母管油压力也伴随明细下降，而油箱油温基本保存不变，此次为泄露发生工况。经过高压抗燃油预测模型对数据进行预测后，18:57:00至18:57:30范围内的数据的预
测结果为油箱泄露，与实际工况一致。
53.在本技术的一些实施例中，油位下降速率单元140用于在油箱泄露的开关量信号输入单元120为高电平信号，同时油泵运行的开关量信号输入单元130也为高电平信号时，基于油箱油位的模拟量信号计算油位下降速率。
54.如图1所示，泄露剩余时间单元150可以包括第一与块151、第一二选一切换块152、除法块153和剩余时间输出块154。其中，油箱泄露的开关量信号输入单元120和油泵运行的开关量信号输入单元130均与第一与块的输入端151连接，第一与块151的输出端与第一二选一切换块152的en使能端连接；第一二选一切换块152的第一输入端为第一预设值，油箱油位的模拟量输入单元110与第一二选一切换块152的第二输入端连接；第一二选一切换块152的输出端和油位下降速率单元140的输出端均与除法块153的输入端连接，除法块153的输出端与剩余时间输出块154连接。
55.也就是说，在油箱出现泄露且油泵处于运行状态时，第一与块151将信号发送至第一二选一调节块152的en使能端，使第一二选一调节块152与油箱油位的模拟量信号输入单元110连接，并将油位的模拟量信号与油位下降速率相除，得到泄露剩余时间。
56.此外，在高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个，则泄露剩余时间单元150中还可以包括第一或块155，多个油泵运行的开关量信号输入单元130均与第一或块155的输入端连接，第一或块155的输出端与第一与块151的输入端连接。
57.根据本技术实施例的高压抗燃油系统运行的监控系统，通过与油箱油位的模拟信号输入单元、油箱泄露的开关量信号输入单元和油泵运行的开关量信号输入单元连接的油位下降速率单元，在油箱泄露且油泵运行时，输出油位下降速率，并通过与油箱油位的模拟信号输入单元、油箱泄露的开关量信号输入单元、油泵运行的开关量信号输入单元和油位下降速率单元连接的泄露剩余时间单元，输出泄露剩余时间。这样，可以通过该系统在高压抗燃油出现泄露时，实时监控泄露速率及泄露剩余时间，使相关工作人员可以了解到泄露的状态，并采取符合当前故障的解决措施，以保证高压抗燃油系统的正常运行。
58.为了进一步对本技术的高压抗燃油系统运行的监控系统进行介绍，本技术提供了另一实施例。
59.图4为本技术实施例所提供的另一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图。如图4所示，该系统包括：油箱油位的模拟量信号输入单元410、油箱泄露的开关量信号输入单元420、油泵运行的开关量信号输入单元430、油位下降速率单元440和泄露剩余时间单元450。其中，油箱油位的模拟量信号输入单元410、油箱泄露的开关量信号输入单元420、油泵运行的开关量信号输入单元430和泄露剩余时间单元450的功能结构与上述实施例一致，此处不再赘述。油位下降速率单元440包括第一延时块441、第二与块442、减法块443、第二二选一切换块444和速率输出块445。其中，油箱泄露的开关量信号输入单元420和油泵运行的开关量信号输入单元430均与第二与块442的输入端连接，第二与块442的输出端与第二二选一切换块444的en使能端连接；油箱油位的模拟量信号输入单元410与第一延时块441的输入端连接；第一延时块441的输出端和油箱油位的模拟量信号输入单元410均与减法块443连接；第二二选一切换块444的第一输入端为第二预设值，减法块443的输出端与第二二选一切换块444的第二输入端连接，第二二选一切换块444的输出端分别与速率输出块
445和泄露剩余时间单元450的除法块453连接。
60.其中，第一延时块441中预设的延时时长可以为1min,这样在油箱出现泄露的情况下，同时油泵处于运行状态下时，使第二二选一切断块444与减法块443的输出端连接，通过减法块443计算当前油箱油位与前1min油箱油位的差值，并由速度输出块输出油位下降速率。
61.在本技术的另一些实施例中，在高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个，则油位下降速率单元440中还可以包括第二或块446，多个油泵运行的开关量信号输入单元430均与第二或块446的输入端连接，第二或块446的输出端与第二与块442的输入端连接。此外，油位下降速率单元440中也可以不包括第二或块446和第二与块442，而是与泄露剩余时间单元共用第一或块和第一与块451，即第一与块的输出端也与第二二选一切换块444的en端连接。
62.根据本技术实施例的高压抗燃油系统运行的监控系统，通过油位下降速率单元中的第二与块与第二二选一切换块连接，在油箱泄露同时油泵运行时，使由减法块计算得到的油位下降差值输入至第二二选一切换块，以获得高压抗燃油的油箱泄露时油箱油位的下降速率，并与泄露剩余时间单元结合，获得泄露剩余时间，从而实现了对高压抗燃油系统油箱泄露的速率和泄露剩余时间的实时监控，使相关工作人员可以了解到泄露的状态，并采取符合当前故障的解决措施，以保证高压抗燃油系统的正常运行。
63.为了保证高压抗燃油系统的正常运行，高压抗燃油的油泵需要按期轮换，为此本技术提供了又一个实施例。
64.图5为本技术实施例所提供的又一种高压抗燃油系统运行的监控系统的结构框图。如图5所示，该系统包括：油箱油位的模拟量信号输入单元510、油箱泄露的开关量信号输入单元520、油泵运行的开关量信号输入单元530、油位下降速率单元540、泄露剩余时间单元550和油泵轮换计时单元560。其中，油箱油位的模拟量信号输入单元510、油箱泄露的开关量信号输入单元520、油泵运行的开关量信号输入单元530、油位下降速率单元540和泄露剩余时间单元550的功能结构与上述实施例一致，此处不再赘述。
65.油泵轮换计时单元560与油泵运行开关量信号输入单元530连接，用于对当前运行的高压抗燃油的油泵进行轮换计时，比如，该油泵轮换计时单元560可以根据油泵运行开关量信号输出轮换倒计时，以实现高压抗燃油的油泵的定期轮换监控，也可以及时提醒相关工作人员进行油泵的更换操作。
66.如图5所示，油泵轮换计时单元560可以包括油泵轮换计时器561、第二延时块562和油泵轮换提醒块563。其中，油泵轮换计时器561与油泵运行的开关量信号输入单元530连接；第二延时块562的输入端与油泵运行的开关量信号输入单元530连接；油泵轮换提醒块563与第二延时块562的输出端连接，用于对在当前运行的油泵进行轮换提醒。作为一种示例，若高压抗燃油的油泵轮换周期为15天，则可以将油泵轮换计数器561设置15天的倒计时，当油泵运行后，触发该油泵轮换计数器561开始进行倒计时并显示，同时可以设置第二延时块562的延时时长为15天，所以在油泵开启15天后第二延时块562输出信号，以使油泵轮换提醒块563输出油泵轮换的提醒信息或者预警信息。
67.在本技术的另一些实施例中，在高压抗燃油的油泵的数量为多个时，油泵运行的开关量信号输入单元的数量为多个，则油泵轮换计时单元560还可以包括第三或块564，多
个油泵运行的开关量信号输入单元530均与第三或块564的输入端连接，第三或块564的输出端分别与油泵轮换计时器561和第二延时块562的输入端连接。
68.根据本技术实施例的高压抗燃油系统运行的监控系统，通过引入油泵轮换计时单元，来实现对高压抗燃油的油泵定期轮换进行监控，以及时提醒相关工作人员定期对高压抗燃油的油泵进行更换，不仅可以大大减轻工作人员对系统监控的工作量，也可以进一步保证高压抗燃油系统的正常运行。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
71.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
72.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
73.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
74.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。