[发明专利]基于VxWorks平台适用于多种电机的智能故障诊断系统

说明书

本发明涉及一种基于VxWorks平台适用于多种电机的智能故障诊断系统，其特征在于：根据电机的类型在不同监测部位上安装相应的传感器，完成对多种类型电机的电流信号、振动信号、温度信号以及加速度信号等特征量的多路采集。经过对多种特征量进行融合处理后，根据这些特征量采用随机森林、蚁群优化的最小二乘支持向量机、最优二叉树、案例推理等算法相结合的综合故障诊断方法，提高了故障诊断的准确性，最后生成故障诊断报告。本发明采用具有高可靠性、可裁剪性以及高实时性的操作系统，具有WebServer服务、支持多种通信规约和易安装维护等特点，满足对电机状态检修的需求。

技术领域

本发明涉及电机的技术领域，尤其对火力发电厂涉及多种电机的在线监测与故障诊断系统。

背景技术

电机是一种机电能量转换或信号转换上的电磁机械装置，电机在工程领域特别是火力发电厂中被广泛应用，且种类繁多，如水轮发电机、汽轮发电机、吸风机、送风机、排粉机、磨煤机、增压风机、给水泵等，电机在现代工业中是一种至关重要的设备关键设备之一。所以电机的运行状态直接影响到应用领域的整体运行效率和质量，从而间接影响人们的生产与生活。所以对电机运行状态进行在线监测以及故障诊断及时排除电机运行故障显得尤其重要。

目前传统的电机在线监测装置，往往是采用电流表、电压表等比较笨重不易携带的原始仪表，这不仅会使维修人员设备巡检工作量大，也会因读数误差大继而影响故障诊断结果；目前电机故障诊断系统和监测仪器种类繁多，但这些系统和仪器大都对诊断电机类型、故障诊断方法和使用功能比较单一，不能较好的适用于多种电机的故障诊断；没有对多源异构数据进行融合和建立多维度的诊断特征量，从而降低了故障诊断结果的有效性，因此如何保证电机的正常运行、提高电机的利用率、降低维修费用对企业的整体运行效率、质量和安全生产有着重要意义。

发明内容

本发明是针对现在电机的在线监测与故障诊断系统不能适用多种电机的问题，以及针对现在电机在线监测装置的诊断电机类型、故障诊断方法和使用功能比较单一的问题，提出了一种基于适用于多种电机的智能故障诊断系统。

通过对多种电机电路上的电流，以及多种电机转动时，电机的三维振动波形、振动幅值、振动烈度等特征量进行实时监测，通过建立电机故障诊断模型，采用随机森林、蚁群优化的最小二乘支持向量机、案例推理以及最优二叉决策树等算法相结合的综合故障诊断方法，及时准确的的诊断出多种电机的运行状态是否发生故障，判断故障类型，并生成诊断报告，通过以太网采用IEC61850通信规约把数据上传至远程服务器，用户也可在客户端通过浏览器或手机App进行访问。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于VxWorks平台适用于多种电机的智能故障诊断系统，它包括：数据测量模块、测控模块、故障诊断模块、缺陷知识库模块、通信模块、WebServer服务模块。

所述数据测量模块包含电压互感器、电流互感器、温度传感器、加速度传感器，其中电压互感器、电流互感器放置于电机定子上，温度传感器放置于电机定子铁心处，加速度传感器放置于电机机壳上；所述数据测量模块和测控模块包括PowerPC处理器芯片、VxWorks镜像文件、flash存储器、can接口电路、无线/有线传输电路、电源电路，并且集中在一块电路板上，以小型易安装维护的装置呈现；所述通信模块、can接口电路、无线/有线传输电路，可实现装置通过多种通信规约与不同传感器之间有线、无线、近距离、远距离交换数据；所述WebServer服务模块可实现用户在客户端通过浏览器或手机App进行访问。

所述故障诊断模块，首次将基础资料数据(制造和工厂试验、运输、安装以及设备安全运行记录等数据)列为电机故障诊断输入特征值，依循电机故障分析流程对电机进行全面诊断分析，同时也对装置运行/通信状态进行诊断分析。所述电机故障诊断流程包括运行信息、信号分析、故障诊断、诊断报告。所述信号分析包括电机的三维振动波形图、频谱图、摆度、振动幅值与谐波频率关系的幅值表。所述故障诊断包括劣化程度评估、故障类型诊断、检修建议。