一种设备振动数据处理方法、装置及系统的制作方法_3

文档序号:8543830阅读:来源:国知局
一规则,缓存模块缓存该振动数据,若不满足,则接收模块122继续接收在第三、第四、……、第N采样周期采集的设备的振动数据,运算模块124继续确定上述在第三、第四、……、第N采样周期采集的设备的振动数据是否满足第一规则,直到缓存模块126缓存了继第一采样周期的振动数据之后的第二条满足第一规则的振动数据。
[0054]缓存模块126缓存了两条振动数据后,运算模块124根据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。运算模块124保留一条振动数据后,缓存模块126删除另一条未被选择的振动数据。
[0055]接收模块122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124在后继的采样周期上重复确定与上述振动数据关联的设备转速和转速波动是否满足第一规则,如果运算模块124确定该转速和转速波动满足第一规则,缓存模块126则缓存该后继的采样周期的振动数据,若不满足第一规则,缓存模块126则删除该振动数据,直到缓存模块126缓存了满足第一规则的另一采样周期的振动数据为止。
[0056]缓存模块126缓存了两条振动数据后,运算模块124根据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。该输出的振动数据为在这N个采样周期,即在上述预定时间间隔内最有利于设备状态分析的振动数据。
[0057]其中,第一规则可以包括: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。该预定转速区间为预定值,可以包括第一转速子区间、第二转速子区间和第三转速子区间,该预定转速波动区间为预定值,可以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。例如,上述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,按照发电机转速大小,可将机组处于发电状态时的转速分为高速、中速和低速3个转速区间以及3个转速区间对应的3个转速波动区间。
[0058]上述子区间的划分如下:
[0059]运算模块124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,该预定时间段一般为一个星期至一个月。具体地,从在预定时间段上采集的振动数据中筛选出其转速和转速波动属于该预定转速区间和预定转速波动区间的振动数据。
[0060]运算模块124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,并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。其中,运算模块124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B1 % +a2% +a3%
ai%、a2% 以及 a3%
的取值范围还可以根据实际需要变化,本发明对此不做限制。
[0061]具体地,假设运算模块124根据预定转速区间和预定转速波动区间筛选出的振动数据共有m条,将这m条数据按照转速大小排列,转速大的振动数据位于队列前段,转速小的振动数据位于队列尾段。统计该数据队列中前的振动数据,确定其中最低转速与最高转速为第一转速子区间的两个端点,确定其中最小转速波动值和最大转速波动值为第一转速波动子区间的两个端点;排除该数据队列中前的振动数据,统计剩余数据队列中前a2%的振动数据,确定其中最低转速与最高转速为第二转速子区间的两个端点,确定其中最小转速波动值和最大转速波动值为第二转速波动子区间的两个端点;排除该数据队列中前和a2%的振动数据,统计剩余数据队列中前a3%的振动数据,确定其中最低转速与最高转速为第三转速子区间的两个端点,确定其中最小转速波动值和最大转速波动值为第三转速波动子区间的两个端点。
[0062]第二规则与至少转速、转速波动关联,可以包括: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。当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。另外,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,第二规则还包括当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。当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。
[0063]下面以风力发电机组为例来具体描述工作原理。
[0064]风力发电机组通过一个或多个安装在机组上的传感器以采集周期为间隔采集设备振动数据,这里传感器采集到的振动数据为时间连续的模拟信号,与传感器相连的一个或多个A/D转换器可以对该模拟信号进行离散处理,将其转化为离散的数字信号输出至FPGA缓存,FPGA可以实现根据本发明的装置120中的接收模块122以及缓存模块126JPGA可以包括接收端以及数据缓存区。
[0065]假设传感器的采样周期为q,获取在预定时间间隔T的振动数据则需要传感器采集N = T/q个采样周期上的振动数据,即在时间点q、2q、…、(N_l) *q、T上均采集振动数据。
[0066]在时间点q传感器采集第一条振动数据Al,Al经过A/D转换器转换后输入至FGPA的数据缓存区缓存。CPU与FGPA相连,可以实现根据本发明的装置120中运算模块124,该CPU存储有第一规则,该第一规则在前文结合图1、图2的具体描述中已有详细说明,此处不再赘述。CPU确定振动数据Al是否满足第一规则,若振动数据Al不满足第一规则,FGPA则将Al从数据缓存区中删除,若振动数据Al满足第一规则,FGPA则保持Al继续缓存在数据缓存区。而后,在时间点2q传感器采集第二条振动数据A2,A2经过A/D转换器转换后输入至FGPA的数据缓存区缓存。CPU确定振动数据A2是否满足第一规则,若振动数据A2不满足第一规则,FGPA则将A2从数据缓存区中删除,传感器继续在接下来的时间点采集振动数据,直至FGPA的数据缓存区缓存中缓存第二条满足第一规则的振动数据。若振动数据A2满足第一规则,FGPA则保持A2继续缓存在数据缓存区。
[0067]进一步地,CPU还存储有第二规则,该第二规则在前文结合图1、图2的具体描述中已有详细说明,此处不再赘述。这里假设振动数据Al、A2均满足第一规则,继续缓存在数据缓存区。CPU将缓存在数据缓存区的振动数据Al与A2根据第二规则进行比较,二者选其一。若根据第二规则选择振动数据A2,FGPA则将Al从数据缓存区中删除,保持振动数据A2继续缓存在数据缓存区;若根据第二规则选择振动数据Al,FGPA则将振动数据A2从数据缓存区中删除,保持振动数据Al继续缓存在数据缓存区。
[0068]完成振动数据Al和振动数据A2的处理后,根据本发明的设备振动数据处理系统100继续重复采集并处理第3、4、…、N-U N条振动数据,直至到达预定时间间隔T的时间终点,即直至完成对第N条振动数据的处理。此时最后缓存在数据缓存区的振动数据即作为该预定时间间隔内最有利于设备监测的振动数据输出。
[0069]另外,如图2所示,设备振动数据处理系统100还可以包括显示装置130,显示装置130与设备振动数据处理装置120相连,适于接收和显示设备振动数据处理装置120输出的振动数据。
[0070]图4示出了根据本发明一个实施例的设备振动数据处理方法400的流程图。
[0071]如图4所示,设备振动数据处理方法400适于步骤S410,在步骤S410中,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。
[0072]接收了振动数据后,在步骤S420中,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。可选地,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。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。
[0073]上述第一转速子区间、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可根据对设备在预定时间段上采集的振动数据进行统计而获得。具体步骤如下:
[0074]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。
[0075]可选地,上述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10RPM。
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