一种设备振动数据处理方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及设备在线监测领域，尤其涉及一种设备振动数据处理方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002]近些年来，像电力、石油化工、冶金等行业的大型、高速旋转机械设备种类日趋繁多，结构也愈加复杂，其故障的频发不仅给企业的生产带来巨大损失，而且还可能造成重大事故。这些设备的维修难度较大，也会占用大量人力和物力。随着计算机技术及数字信号处理技术的迅速发展，机械设备振动监测与远程故障诊断技术正在被企业所应用。振动监测和远程故障诊断技术通过传感器收集设备工作时的振动数据并对振动数据进行分析诊断，从而判断设备的运行状态和可能出现的故障。与传统的设备计划维修方式相比，振动监测和远程故障诊断技术存在诸多优势。首先，不需要维护人员在现场检查设备，不仅可以节省人力成本，而且尤其适用于一些环境恶劣的场合，如沙漠、化工厂。其次，根据收集的振动数据做出的故障诊断更加精确可靠，甚至可以在设备尚未出现明显故障时判断出故障隐患。
[0003]目前，在对于各种机械设备的振动数据处理策略中，一般实施数据的定点采集与保存，也就是设置一个时间间隔，然后固定在每个时间间隔点进行振动数据采集，并将采集的振动数据提供给故障诊断中心进行诊断。然而，这种策略仅适用于诸如汽轮发电机组这样的稳态设备，即运行时转速等参数变化不大的设备，并不适合非稳态设备。非稳态设备在运行时转速等参数变化较大，典型示例是风力发电机组。风力发电机组的运行受到风的影响，机组的转速处于随机的波动状态，难以找到规律。使用上述振动数据的定点采集策略，可能会导致这样的情况，即在某个时间点采集的振动数据，其对应的机组转速非常低，难以进行设备状态的有效分析，或者在一段时间内机组转速可能存在很大的波动，这段时间内采集的振动数据也同样难以进行设备状态分析，甚至可能被作为误信号处理。
[0004]因此，需要一种适应非稳态设备的振动数据处理机制。
【发明内容】
[0005]鉴于此，本发明提供了一种新的设备振动数据处理方案，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种设备振动数据方法，该方法包括:接收在第一采样周期采集的设备的振动数据，该振动数据与设备在该第一采样周期的设备转速、转速波动关联；确定与该振动数据关联的设备转速和转速波动是否满足第一规则；如果与该振动数据关联的转速和转速波动满足第一规则，则缓存该振动数据；在接下来的采样周期上重复上述接收、确定和缓存步骤，直到缓存了满足第一规则的另一采样周期的振动数据；根据与至少转速、转速波动关联的第二规则，在依次缓存的这两个采样周期上的振动数据中选择其中一个振动数据并保留所选择的振动数据。
[0007]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，还包括:在后继的采样周期上重复上述接收、确定和缓存步骤；以及对依次缓存的后继采样周期上的振动数据重复上述选择并保留步骤；直至到达第N个采样周期为止，存储并输出所选择的振动数据。
[0008]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中第一规则包括与振动数据关联的设备转速处于预定转速区间，以及与振动数据关联的转速波动处于预定转速波动区间。
[0009]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中预定转速区间包括第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间，预定转速波动区间包括与第一转速子区间对应的第一转速波动子区间、与第二转速子区间对应的第二转速波动子区间和与第三转速子区间对应的第三转速波动子区间。
[0010]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，还包括:根据对设备在预定时间段上采集的振动数据统计获得第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间，以及对应的第一转速波动子区间、第二转速波动子区间和第三转速波动子区间。
[0011 ] 可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中获得步骤包括:根据预定转速区间和预定转速波动区间筛选预定时间段上采集的振动数据；将与经过筛选的振动数据关联的转速按从高到低的顺序划分为第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间；根据第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间中的振动数据关联的转速波动的数字范围分别确定第一转速波动子区间、第二转速波动子区间和第三转速波动子区间。
[0012]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中设备包括风力发电机组，预定转速区间为200RPM至1900RPM，预定转速波动区间为O至100RPM。
[0013]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中划分第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间的步骤包括:将经过筛选的振动数据的转速的前%的部分划分为第一转速子区间，将接下来a2%的部分划分为第二转速子区间，将接下来a3%的部分划分为第三转速子区间，其中70%彡&1%+&2%+&3%彡100%，20%彡&1%彡40%，20%^ a2%^ 40%,20%^ a3%^ 40%。
[0014]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中第二规则包括在前一采样周期上的振动数据与当前采样周期上的振动数据中选择其关联的转速大的振动数据。
[0015]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中第二规则还包括在前一采样周期上的振动数据与当前采样周期上的振动数据的关联的转速相等时，选择其关联的转速波动小的振动数据。
[0016]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中振动数据还与设备在采集该振动数据的采样周期的设备输出功率关联，第二规则还包括在前一采样周期上的振动数据与当前采样周期上的振动数据的关联的转速相等且转速波动相等时，选择其关联的输出功率大的振动数据。
[0017]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中第二规则还包括在前一采样周期上的振动数据与当前采样周期上的振动数据的关联的转速相等、转速波动相等以及输出功率相等时，选择前一采样周期上的振动数据。
[0018]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中采样周期为300-60000mso
[0019]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理方法中，其中N的范围为5至288000。
[0020]根据本发明的另一个方面，提供了一种设备振动数据处理装置，包括:接收模块，适于接收在第一采样周期采集的设备的振动数据，该振动数据与设备在该第一采样周期的设备转速、转速波动关联；运算模块，适于确定与该振动数据关联的设备转速和转速波动是否满足第一规则；缓存模块，适于如果运算模块确定与该振动数据关联的转速和转速波动满足第一规则，缓存该振动数据；接收模块还适于在接下来的采样周期上重复接收采集的设备的振动数据，运算模块还适于在接下来的采样周期上重复确定与振动数据关联的设备转速和转速波动是否满足第一规则，缓存模块还适于在接下来的采样周期上重复如果运算模块确定与振动数据关联的转速和转速波动满足第一规则，缓存该振动数据，直到缓存模块缓存了满足第一规则的另一采样周期的振动数据；以及运算模块还适于根据与至少转速、转速波动关联的第二规则，在依次缓存的这两个采样周期上的振动数据中选择其中一个振动数据并保留所选择的振动数据。
[0021]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理装置中，其中，接收模块还适于在后继的采样周期上重复接收采集的设备的振动数据，运算模块还适于在后继的采样周期上重复确定与振动数据关联的设备转速和转速波动是否满足第一规则，缓存模块还适于在后继的采样周期上重复如果运算模块确定与振动数据关联的转速和转速波动满足第一规则，缓存该振动数据，直到所述缓存模块缓存了满足第一规则的另一采样周期的振动数据；以及运算模块还适于根据与至少转速、转速波动关联的第二规则，在依次缓存的后继采样周期上的振动数据中选择其中一个振动数据并保留所选择的振动数据，直至到达第N个采样周期为止，存储并输出所选择的振动数据。
[0022]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理装置中，其中第一规则包括与振动数据关联的设备转速处于预定转速区间，以及与振动数据关联的转速波动处于预定转速波动区间。
[0023]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理装置中，其中所述预定转速区间包括第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间，所述预定转速波动区间包括与第一转速子区间对应的第一转速波动子区间、与第二转速子区间对应的第二转速波动子区间和与第三转速子区间对应的第三转速波动子区间。
[0024]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理装置中，所述运算模块还适于根据对设备在预定时间段上采集的振动数据统计获得所述第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间，以及对应的第一转速波动子区间、第二转速波动子区间和第三转速波动子区间。
[0025]可选地，在根据本发明的设备振动数据处理装置中，运算模块还适于根据预定转速区间和预定转速波动区间筛选预定时间段上采集的振动数据；还适于将与经过筛选的振动数据关联的转速按从高到低的顺序划分为第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间；以及根据第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间中的振动数据关联的转速波动的数字范围分别确定第一转速波动子区间、第二转速波动子区间和第三转速波动子区间。
[0026]可选地，在根据本发明的设备