本实用新型涉及风力发电机偏航系统领域，尤其是涉及一种基于多层次信息的发电站设备监控预警系统。
背景技术：
随着大型发电厂的发电机组单机容量的不断增大，电力生产已经发展成为一个超高压、大容量的多机互联系统。在发电站设备的运行过程中，设备的监控和故障预警系统已使维修从被动反应进步为主动预防。目前大多数故障预警系统借助回转设备的振动信号分析，针对单一设备进行故障预警，该类系统具有如下缺点：
1)实现的功能较为单一，不便于工作人员实时地调取设备的实时状态信息
2)该类系统故障预警的准确性不高，检修次数较多，增加了检修费用；
3)对设备的监控不全面，从而导致无法及时发出预警，降低安全性能；
4)只能通过本地提醒的方式向工作人员发出预警，在工作人员不在现场时无法及时通知工作人员设备发生故障的情况，具有地域上的局限。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述问题提供一种基于多层次信息的发电站设备监控预警系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于多层次信息的发电站设备监控预警系统，所述系统包括多层次设备监控装置、信息融合装置、故障预警装置和远程服务器，所述多层次设备监控装置设置于发电站内部的待监控设备上，所述信息融合装置的输入端与多层次设备监控装置连接，所述信息融合装置的输出端分别于故障预警装置和远程服务器连接，所述远程服务器与故障预警装置连接；所述多层次设备监控装置包括设备内监控组件和设备外监控组件，所述设备内监控组件设置于待监控设备的内部，所述设备外监控组件设置于待监控设备的外部。
优选地，所述设备内监控组件包括霍尔效应电流传感器、霍尔效应电压传感器和流量传感器，所述霍尔效应电流传感器串联于待监控设备的内部，所述霍尔效应电压传感器并联于待监控设备的内部，所述流量传感器固定于待监控设备上。
优选地，所述霍尔效应电流传感器包括MLX91208CAV电流传感器，所述流量传感器包括FST900-201涡街流量计。
优选地，所述设备外监控组件包括非接触温度传感器、振动位移传感器和压力传感器，所述非接触温度传感器、振动位移传感器和压力传感器均设置于待监控设备的外部。
优选地，所述非接触温度传感器包括D6T MEMS非接触温度传感器，所述振动位移传感器包括ND系列振动位移传感器，所述压力传感器包括电容式真空压力传感器FST800-202。
优选地，所述设备外监控组件还包括固定于待监控设备外表面的活动固定单元，所述非接触温度传感器固定于活动固定单元内部。
优选地，所述活动固定单元包括固定元件、第一机动臂和第二机动臂，所述固定元件固定于待监控设备的外表面，所述第一机动臂内设有第一空腔，所述第一空腔内固定有第一电机，所述第二机动臂套接于第一电机的输出轴上，所述第二机动臂内设有第二空腔，所述第二空腔内固定有第二电机，所述第二电机的输出轴上套接有第一齿轮，所述第二机动臂远离第一机动臂的一侧上设有通孔，所述通孔上设有带有第二齿轮的传动轴，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述传动轴的两端分别为第一容纳端和第二容纳端，所述第一容纳端和第二容纳端内均固定有非接触温度传感器。
优选地，所述信息融合装置包括统一数据接口和第一控制器，所述统一数据接口的第一端分别与设备内监控组件和设备外监控组件连接，所述统一数据接口的第二端与第一控制器的输入端连接，所述第一控制器的输出端分别与故障预警装置和远程服务器连接。
优选地，所述故障预警装置包括第二控制器、通信器和预警组件，所述第二控制器分别与信息融合装置、通信器和预警组件连接，所述通信器分别与预警组件和远程服务器连接。
优选地，所述预警组件包括语音报警器、声光报警器和预警信息发送器，所述语音报警器和声光报警器均与第二控制器连接，所述预警信息发送器分别与第二控制器和通信器连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型提出的基于多层次信息的发电站设备监控预警系统，通过设置包含有设备内监控组件和设备外监控组件的多层次设备监控装置可以实现对发电站设备待监控设备的全方位监控，同时与信息融合装置、故障预警装置和远程服务器相互配合，从而可以将所有监控的信号融合后从整体上来对发电站的情况进行统筹的监控和预警，一方面由于监控的范围广，从而使得故障预警的功能齐全，解决了现有预警单一的局限，同时由于信息融合装置可以将所有监控到的信息整合到一起，因此在发出预警时是从整体统筹的高度上来发出的预警，这样的预警准确且具有现实指导意义，适合普遍推广于所有发电站之中。
(2)设备内监控组件包括霍尔效应电流传感器、霍尔效应电压传感器和流量传感器，既可以对发出的电能的电流电压情况进行监控，同时可以对发电过程中的流量进行监控，从而可以尽可能的避免发电前后的大部分问题，监控范围广，从而提升了预警准确度，降低检修次数，节省了检修成本。
(3)霍尔效应电流传感器包括MLX91208CAV电流传感器，这一传感器基于霍尔效应技术设计，可提供一个完整的高性价比、非接触式电流检测机制，能够满足性能基准要求，该器件还可提供许多高电压应用要求的电气隔离，同时消除了常见于其它旁路技术的附加功率损耗源，因此进一步提高了监控的准确程度；另一方面，FST900-201涡街流量计具有安装简单且便于维护的优点，从而可以降低整个监控预警系统的人工成本。
(4)设备外监控组件包括非接触温度传感器、振动位移传感器和压力传感器，通过非接触温度传感器既可以监控设备的温度情况，又可以避免发电站内待监控设备温度过高而造成的传感器温度寿命降低的情况，节省了成本；振动位移传感器可以集振动和位移检测于一身，比起现有的单纯通过检测回转设备的振动信号分析的方式相比，这种检测适用的设备范围更广，适合普遍推广；同时压力传感器还可以对发电过程中的压力情况进行检测，避免安全事故的发生，提升系统的安全性能。
(5)非接触温度传感器采用D6T MEMS非接触温度传感器，灵敏度高且耐噪声性强，因此可以大大提高系统的预警精度，同时，振动位移传感器采用ND系列位移传感器，这一系列传感器由于工作在固态检测方式，故不存在机械疲劳、灵敏度降低、误触发和受环境温湿度影响等不良影响，一致性高，从而可以提高监控预警精度，适合普遍推广使用；压力传感器采用电容式真空压力传感器FST800-202，性价比高且便于获取，可以大大降低系统成本。
(6)设备外监控组件还包括固定于待监控设备外表面的活动固定单元，通过活动固定单元可以带动非接触温度传感器在待监控设备的外表面上进行一定范围内的移动，从而可以实现对温度的整体把控，提升了监控预警的精度。
(7)活动固定单元包括固定元件、第一机动臂和第二机动臂，通过两个机动臂带动两个容纳端内的非接触温度传感器进行多方向的旋转和移动，从而方便观察整个待监控设备各个部位的情况，实现定点监控，同时两个容纳端内均布设有非接触温度传感器，通过两个非接触温度传感器，一方面可以加快监控效率，同时对于需要取平均温度的部位可以通过两端点取中值的方式监控温度，易于实现，节省成本。
(8)信息融合装置通过统一数据接口和第一控制器，实现对多层次设备监控装置内所有监控信息的采集和融合，这样的方式既易于实现，同时又可以有效的实现对于整个发电站内的设备进行全局把控。
(9)故障预警装置包括第二控制器、通信器和预警组件，通过第二控制器来计算和比较，从而在发现有待监控的设备数据超出阈值时，可以及时提醒工作人员进行处理，预警组件一方面可以实现本地预警，另一方面则利用通信器通过与远程服务器连接，可以将预警信息及时发送到远程服务器中，即使工作人员不在现场，也可以通过远程服务器将预警信息发送到工作人员的可接受用户端中，保证了预警的及时性，提升了系统的安全性。
(10)预警组件包括语音报警器、声光报警器和预警信息发送器，通过三者的配合，基本上避免了工作人员无法接收到预警信息的情况，安全性较高。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为活动固定单元的结构示意图；
其中，1为设备内监控组件，2为设备外监控组件，3为统一数据接口，4为第一控制器，5为第二控制器，6为通信器，7为预警组件，8为远程服务器，9为第二容纳端，10为第二机动臂，11为第一机动臂，12为固定元件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例中提出了一种基于多层次信息的发电站设备监控预警系统，包括多层次设备监控装置、信息融合装置、故障预警装置和远程服务器8，多层次设备监控装置设置于发电站内部的待监控设备上，信息融合装置的输入端与多层次设备监控装置连接，信息融合装置的输出端分别于故障预警装置和远程服务器8连接，远程服务器8与故障预警装置连接；多层次设备监控装置包括设备内监控组件1和设备外监控组件2，设备内监控组件1设置于待监控设备的内部，设备外监控组件2设置于待监控设备的外部。
其中，设备内监控组件1包括霍尔效应电流传感器、霍尔效应电压传感器和流量传感器，霍尔效应电流传感器串联于待监控设备的内部，霍尔效应电压传感器并联于待监控设备的内部，流量传感器固定于待监控设备上。本实施例中，霍尔效应电流传感器采用的是MLX91208CAV电流传感器，这一传感器基于霍尔效应技术设计，可提供一个完整的高性价比、非接触式电流检测机制，能够满足性能基准要求，该器件还可提供许多高电压应用要求的电气隔离，同时消除了常见于其它旁路技术的附加功率损耗源，因此进一步提高了监控的准确程度；而流量传感器采用了FST900-201涡街流量计，FST900-201涡街流量计具有安装简单且便于维护的优点，从而可以降低整个监控预警系统的人工成本。
设备外监控组件2则包括非接触温度传感器、振动位移传感器和压力传感器，非接触温度传感器、振动位移传感器和压力传感器均设置于待监控设备的外部。本实施例中，非接触温度传感器采用了D6T MEMS非接触温度传感器，灵敏度高且耐噪声性强，因此可以大大提高系统的预警精度；振动位移传感器采用了ND系列振动位移传感器，这一系列传感器由于工作在固态检测方式，故不存在机械疲劳、灵敏度降低、误触发和受环境温湿度影响等不良影响，一致性高；压力传感器则采用了电容式真空压力传感器FST800-202，性价比高且便于获取。
除此之外，设备外监控组件2还包括固定于待监控设备外表面的活动固定单元，非接触温度传感器固定于活动固定单元内部。如图2所示，活动固定单元包括固定元件12、第一机动臂11和第二机动臂10，固定元件12固定于待监控设备的外表面，第一机动臂11内设有第一空腔，第一空腔内固定有第一电机，第二机动臂10套接于第一电机的输出轴上，第二机动臂10内设有第二空腔，第二空腔内固定有第二电机，第二电机的输出轴上套接有第一齿轮，第二机动臂10远离第一机动臂11的一侧上设有通孔，通孔上设有带有第二齿轮的传动轴，第一齿轮和第二齿轮啮合，传动轴的两端分别为第一容纳端和第二容纳端9，第一容纳端和第二容纳端9内均固定有非接触温度传感器。工作时，第一容纳端和第二容纳端9内的非接触温度传感器，对附近范围内的温度进行监控，同时可以通过第一电机和第二电机的作用带动第一容纳端和第二容纳端9进行移动和旋转，从而调整到合适的位置，对于待监控设备的重点部位进行有效监控。对于需要读取平均温度的地方，则可以将第一容纳端和第二容纳端9的位置调整到较小的间距处，这样可以通过将两个容纳端内温度传感器的结果求取平均值，得到有效的平均温度。
多层次设备监控装置采集完所有待监控设备的有效信息后，通过信息融合装置进行融合，信息融合装置包括统一数据接口3和第一控制器4，统一数据接口3的第一端分别与设备内监控组件1和设备外监控组件2连接，统一数据接口3的第二端与第一控制器4的输入端连接，第一控制器4的输出端分别与故障预警装置和远程服务器8连接，第一控制端通过读取统一数据接口3内的所有数据，并将其整合成系统统一的状态矩阵，在这统一的状态矩阵中，每个待监控设备的相关参数都以独立的状态矩阵的形式而存在，这样既可以实现对单个待监控设备的监控，同时也便于在总体上对系统的信息进行把控。
信息融合装置通过第一控制器4融合信息之后，则将融合结果传入到故障预警装置中，故障预警装置包括第二控制器5、通信器6和预警组件7，第二控制器5分别与信息融合装置、通信器6和预警组件7连接，通信器6分别与预警组件7和远程服务器8连接。其中预警组件7包括语音报警器、声光报警器和预警信息发送器，语音报警器和声光报警器均与第二控制器5连接，预警信息发送器分别与第二控制器5和通信器6连接。
故障预警装置在工作时，第二控制器5根据每台待监控设备的状态矩阵，读取当前的工况信息，同时在第二控制器5内会存储每台待监控设备的历史数据训练而成的模型，模型可以给出特征量实时的模型值。以模型值为基准，设定合理的上下偏差，就会产生一个动态的报警带。这个状态矩阵通常用包括了与设备状态或性能相关的大量参数，可以将这个带设得比较窄，从而能够监测到细微但是有重要意义的变化，动态报警带都是在传统报警的界限之内的，因此，可以合理的避免误报警，而又不会漏掉设备的异常变化，第二控制器5会自动根据部件的状态异常情况产生部件诊断单，并且可以融合部件的相关信息，包括部件编码、部件基础信息、相关实时数据、部件预警信息、相关定值、部件运行小时和启动次数等，记录分析处理过程、积累诊断知识，实现电厂多专业和部门围绕设备部件的状态的协同诊断与分析工作，在发现待监控设备出现异常后，一方面第二控制器5发出控制信号，控制语音报警器和声光报警器发出现场预警信息，另一方面第二控制器5会控制预警信息发送器通过通信器6向远程服务器8发送预警信息，远程服务器8将接收到的预警信息下发到工作人员的接收用户端之中，保证对于系统的及时监控。
除此之外，本系统中还可以增加人机交互装置，通过人机交互装置与远程服务器8连接，从而可以读取远程服务器8内的信息，实时显示系统内待监控设备的实时工作状态，而用户也可以通过人机交互装置进行一些简单的交互操作，如发送查询当前数据请求或是发送查询历史数据请求等等，利用远程服务器8与第二控制器5之间的有效通信来对系统情况进行行之有效的数据查询和管理。