船舶脱硫控制系统的异常状态监控方法及系统与流程

本发明涉及设备监测，更具体地说，本发明涉及船舶脱硫控制系统的异常状态监控方法及系统。

背景技术：

1、船舶脱硫控制系统是一种用于船舶排放气体中二氧化硫的控制系统。船舶燃烧传统的重油或柴油时会产生含有大量二氧化硫的废气，而二氧化硫是一种对环境和人类健康有害的气体，为了减少船舶的二氧化硫排放量，满足环境保护的要求，船舶需要安装脱硫控制系统。船舶脱硫控制系统的主要功能是减少船舶排放中的二氧化硫含量，以符合国际和地区的环境法规和标准；船舶脱硫控制系统通常包括脱硫装置、反应控制系统、碱液处理系统以及排放监测系统。

2、脱硫装置是船舶脱硫系统的核心组件，用于从燃烧废气中去除二氧化硫；反应控制系统用于监测和控制脱硫反应的效率和性能，根据废气中的二氧化硫浓度和其他参数来自动调节碱液的喷射量和反应条件，以确保脱硫效果最佳；碱液处理系统负责供应和处理用于脱硫的碱液；排放监测系统用于监测船舶排放中的二氧化硫含量和其他相关参数。现有的对船舶脱硫控制系统是否异常通常是使用各种传感器来监测关键参数，如废气中的二氧化硫浓度、碱液喷射量、温度、压力等数据。

3、控制阀通常属于反应控制系统中的一部分。控制阀在脱硫过程中起到调节碱液喷射量的作用，它通常由阀体、阀座、阀芯和执行机构组成。脱硫过程中，废气与碱液进行反应，控制阀可以根据传感器的反馈信号，自动调节碱液的喷射量，以确保脱硫反应的效率和性能。但是控制阀作为船舶脱硫控制系统的组成构件，现有的对船舶脱硫控制系统的是否异常的判断无法得知是否为控制阀发生异常，对控制阀是否发生异常的监测较为缺乏，不能及时在控制阀发生异常时对控制阀进行维修和更换，影响船舶脱硫控制系统的正常运行。

4、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供船舶脱硫控制系统的异常状态监控方法及系统以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、船舶脱硫控制系统的异常状态监控方法，包括如下步骤：

4、步骤s1：采集执行信息，执行信息包括动作完成信息和响应信息；根据动作完成信息计算得到动作偏差评估值；根据响应信息计算响应偏差率；

5、步骤s2：采集脱硫过程信息，根据脱硫过程信息计算得到流量偏差比；采集电力数据信息，根据电力数据信息计算功率评估值；

6、步骤s3：将动作偏差评估值、响应偏差率、流量偏差比以及功率评估值通过归一化处理，得到异常预警评估系数；将异常预警评估系数与异常判断阈值比较，生成异常预警信号和运行正常信号；

7、步骤s4：根据生成的异常预警信号和运行正常信号；对控制阀在一段时间内的综合异常状态进行评估。

8、在一个优选的实施方式中，在步骤s1中，动作偏差评估值的获取方法为：

9、获取控制阀接收到动作指令后，控制阀开始执行动作至动作完成的时间间隔，将开始执行动作至动作完成的时间间隔标记为动作完成时间；设定预设动作完成时间，计算动作指令对应的动作完成时间与预设动作完成时间的偏差值；

10、将动作指令对应的动作完成时间与预设动作完成时间的偏差值与预设动作完成时间的比值标记为单次动作偏差值；

11、采集实时对应的动作指令对应的单次动作偏差值，以及其最靠近实时的动作指令的若干个动作指令所对应的单次动作偏差值，获取实时对应的动作指令和其最靠近实时的动作指令的总数量，计算动作偏差评估值，其表达式为：其中，kj、fji、yjp分别为动作偏差评估值、单次动作偏差值以及预设动作完成时间，i表示单次动作偏差值的序号，i＝1、2、3、4、......、n，n为实时对应的动作指令和其最靠近实时的动作指令的总数量，n为正整数。

12、在一个优选的实施方式中，响应偏差率的获取方法为：

13、获取控制阀从接收到动作指令到控制阀开始执行动作的时间间隔，将控制阀从接收到动作指令到控制阀开始执行动作的时间间隔标记为控制响应时间；

14、获取实时的控制响应时间，以及其最靠近实时的动作指令的若干个控制响应时间；设定响应时间阈值；

15、获取n个控制阀接收到动作指令所对应的控制响应时间，统计控制响应时间大于响应时间阈值的数量并标记为a1，统计控制响应时间小于响应时间阈值的数量并标记为a2，计算响应偏差率，其表达式为：xp＝a1/(a1+a2)；xp为响应偏差率。

16、在一个优选的实施方式中，在步骤s2中，流量偏差比的获取方法为：

17、获取实际喷射流量和预设喷射流量；计算实际喷射流量与预设喷射流量的偏差值；流量偏差比为实际喷射流量与预设喷射流量的偏差值与预设喷射流量的比值；

18、实际喷射流量为n个控制阀接收到动作指令后，实际所喷射的碱液的流量。

19、在一个优选的实施方式中，功率评估值的获取方法为：

20、获取电流和电压数据；使用获取的电流和电压数据，计算得到实时的功率值；采集n个控制阀接收到动作指令所占据的时间区间的实时功率数据，计算实时功率数据的平均值：将n个控制阀接收到动作指令所占据的时间区间内的实时功率值相加，然后除以实时功率值的采样次数，得到平均功率；

21、设定控制阀的额定功率，功率评估值为平均功率与控制阀的额定功率的比值。

22、在一个优选的实施方式中，在步骤s3中，对执行信息、脱硫过程信息以及电力数据信息进行综合分析从而判断控制阀是否发生异常，将动作偏差评估值、响应偏差率、流量偏差比以及功率评估值进行归一化处理获得异常预警评估系数；

23、设定异常判断阈值，将异常预警评估系数和异常判断阈值进行比较，判断控制阀的运行状态：当异常预警评估系数小于等于异常判断阈值，生成运行正常信号；当异常预警评估系数大于异常判断阈值，生成异常预警信号。

24、在一个优选的实施方式中，在步骤s4中，设定监测集合，将监测集合内获取的异常预警评估系数的数量标记为m，生成的运行正常信号和异常预警信号总数量也为m；

25、获取监测集合内生成运行正常信号的数量，监测集合内生成运行正常信号的数量为e，计算综合状态值，其表达式为g＝(m-e)/m，g为综合状态值；

26、设定综合状态阈值；通过综合状态值和综合状态阈值的比较，判断在此次的航海中的脱硫效果：当综合状态值大于综合状态阈值，生成脱硫效果差信号；当综合状态值小于等于综合状态阈值，生成脱硫效果正常信号。

27、在一个优选的实施方式中，船舶脱硫控制系统的异常状态监控系统，包括数据处理模块以及与数据处理模块通讯连接的信息采集模块、异常评估模块以及综合判断模块；

28、信息采集模块采集执行信息，执行信息包括动作完成信息和响应信息；将动作完成信息发送至数据处理模块，数据处理模块计算得到动作偏差评估值；将响应信息发送至数据处理模块，数据处理模块计算得到响应偏差率；

29、信息采集模块采集脱硫过程信息，将脱硫过程信息发送至数据处理模块，数据处理模块计算得到流量偏差比；信息采集模块采集电力数据信息，将电力数据信息发送至数据处理模块，数据处理模块计算得到功率评估值；

30、将动作偏差评估值、响应偏差率、流量偏差比以及功率评估值通过数据处理模块的归一化处理，得到异常预警评估系数；

31、异常评估模块将异常预警评估系数与异常判断阈值进行比较，生成异常预警信号和运行正常信号；

32、综合判断模块根据生成的异常预警信号和运行正常信号；对控制阀在一段时间内的综合异常状态进行评估。

33、本发明船舶脱硫控制系统的异常状态监控方法及系统的技术效果和优点：

34、1、通过综合分析执行信息、脱硫过程信息和电力数据信息，可以提供更全面更准确地反映控制阀的运行状态。通过将动作偏差评估值、响应偏差率、流量偏差比和功率评估值进行归一化处理，可以将不同量级的参数进行比较和权衡，更容易进行后续的分析和判断；通过将异常预警评估系数与异常判断阈值进行比较，可以判断控制阀的运行状态。可以快速判断控制阀的状态，从而保障系统的安全和稳定运行。

35、2、通过将异常预警信号的数量与监测集合内异常预警评估系数的总数量进行比较，得到综合状态值。综合状态值可以反映控制阀在整个航海过程中的综合运行状态，包括异常情况的发生频率和影响程度。通过综合状态值与综合状态阈值进行比较，可以判断在此次航海中的脱硫效果。从而保障系统的稳定运行和对环境的有效控制。