故障预警系统-PPT课件
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故障预警系统
演讲人：孙猛
Байду номын сангаас录
概述
传统软件同预警软件比较
案例分析 系统作用
原理
工作流程、路线及范围
概述
名称：Failure Prognostic System（FPS）故障预警系统 概述
FPS系统运用保存在企业基础信息系统中（DCS、厂级实时数据 库等）的设备原始海量运行数据，通过数据挖掘技术中的多元回归、 主分量分析等技术，在相似性理论支持下，转化成动态的设备在线模 型。将动态设备模型计算生成的实时预估值和设备测点的实测值进行 比较，并根据比较结果发布设备早期故障状态预警。 工作方法 采集设备所有测点的海量历史数据建立模型 计算实时数据预估值 比较实际值和预估值的偏差，异常时产生预警
1#机组凝泵A电机轴承温度2
1#机组凝泵A电流
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
2月21日
1#机组凝泵A电机轴承振动
2月21日分析人员发现凝泵A电机轴 承温度1，2，振动，电流出现预警 。观察趋势发现能够正常跟踪，检 修人员现场检查后，未发现设备损 热工定值 坏，数值在正常范围内，确认预警 （固定报 事件，建议延期观察。 1#机组凝泵A电机轴承温度 1
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
1#机组凝泵A电机轴承振动
预警系统于1月 1日正式上线， 监视设备运行 状态
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值 （固定报警 ） 预警系统综合所有测点 建立模型，可以自定义 观察、监视设备任意测 点信息
故障开始
现有的传感器观测 设备看起来一直正常
未发现设备 劣化状态
直到故障发生， 才报警
因为现有的监测手段观测不到设备的劣化状态，不能对 历史数据和设备工况进行分析，触发报警时已太晚！
引入预警 - 预见性分析模式
预警系统
触发预警 检修完成
设备正常状态
设备劣化状态
机组恢复正常运行状态
开始劣化
捕捉故障早期征兆， 触发预警发现设备故障 分析 通知 解决
原理
工作流程、路线及范围
案例分析 - 凝泵电机轴承温度过高案例
没有故障预警系统时故 障触发及处理方式
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
2月21日 4月1日
1#机组凝泵A电机轴承振动
1#机组凝泵A电机轴承温度1
故障预警系统，对海量数据进行挖掘和分析，预知设 备异常，在设备损坏前，提前数周进行预警，使专业 人员有充足的时间进行状态检修。
目录
概述、必要性
预警系统同传统方法比较
案例分析 系统作用
原理
工作流程、路线及范围
传统方法与FPS动态预警比较
传统方法——监测单独测点， 固定报警 太迟，损失 已无法挽回
预警系统根据历史 数据，针对设备建 立个性化高保真的 模型，从系统上线 时开始监测
提前预知性检修， 设备恢复正常状态， 避免了设备损坏和非计划停机
预见性分析使电厂可以主动维护设备，节约时间和费用， 避免了设备损坏及机组非停等严重损失。
目录
概述、必要性
传统软件同预警软件比较
案例分析 系统作用
必要性
1 发电企业中， 设备运行好坏 至关重要，设 备故障对整个 系统影响巨大 传统办法--事 后分析，损失 已经形成
2
实时数据库中 海量数据堆积， 现有软件缺乏 应用，需要挖 掘和分析 利用数据建立 预知模型进行 预警
3
通过预警系统 能够提高管理 水平，让检修 进入到数字化 时代
预警系统——监测所有测点， 早期发现
根据设备所 有关联测点 建立模型
测点A
测点B 测点C
提前数周发现设 备劣化状态进行 预警
测点D
数周时间内可制定检修计划，修 复设备，使设备恢复正常状态
传统方法监测的故障生命周期
传统方法
报警
设备损坏 或非停
设备故障 损失
设备正常状态
开始劣化
设备正常状态
设备劣化状态
警）
其后，在2月21日到3月20日之间多 次发现预警产生，但现场凝泵A在运 行，未停下来查找具体原因。
1#机组凝泵A电机轴承温度2
期间，电机轴承温度实际值与估计值 多次偏离3度以上(动态报警带上限为 3度，超出则预警) ，从50多度突然 增大到60多度，设备已经开始劣化 ，但远远未达到90度的固定报警热 1#机组凝泵A电流 工定值。
。经检查发现电机轴承磨损十分严重， 必须马上更换才能继续使用。
3月21日分析人员发现预警事件频率大
1#机组凝泵A电机轴承温度2
电机轴承温度实际值与估计值频繁偏离 3度以上，达到70度以上，仍未达到90 度的固定报警热工定值，普通软件无法 检测到劣化状态。
1#机组凝泵A电流
01/01—02/20 设备正常状态
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
1#机组凝泵A电机轴承振动
3月21日
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值 幅增加，数值明显异常，偏离程度增大 （固定报 。当即命令相关人员启动凝泵B，停运 警） 凝泵 A，拆开凝泵A电机轴承，查找原因
热工定值 （固定报警 ）
从2月21日到4月1日的 劣化状态未被发现
1#机组凝泵A电机轴承温度2
没有预警系统时，设备一直运行，直 到4月1日，电机轴承温度超过热工定 值90度，凝泵A跳泵，造成了设备损 坏，甚至有可能引起机组非停。
只监视单一测点， 与其他测点无关联
1#机组凝泵A电流
故障预警系统上线后故 障触发及处理方式
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A 恢复备用
1#机组凝泵A电机轴承振动
4月1日
1#机组凝泵A电机轴承温度1
复正常，恢复备用状态。其后，再次运 行后，发现设备状态已恢复正常。 避免了一次由于电机轴承损坏而引起的 凝泵跳泵，甚至可能导致机组非停的事 故，挽回了大量的经济损失。
热工定值 （固定报警 经过检修处理更换，凝泵 A于4月1日恢 ）
演讲人：孙猛
Байду номын сангаас录
概述
传统软件同预警软件比较
案例分析 系统作用
原理
工作流程、路线及范围
概述
名称：Failure Prognostic System（FPS）故障预警系统 概述
FPS系统运用保存在企业基础信息系统中（DCS、厂级实时数据 库等）的设备原始海量运行数据，通过数据挖掘技术中的多元回归、 主分量分析等技术，在相似性理论支持下，转化成动态的设备在线模 型。将动态设备模型计算生成的实时预估值和设备测点的实测值进行 比较，并根据比较结果发布设备早期故障状态预警。 工作方法 采集设备所有测点的海量历史数据建立模型 计算实时数据预估值 比较实际值和预估值的偏差，异常时产生预警
1#机组凝泵A电机轴承温度2
1#机组凝泵A电流
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
2月21日
1#机组凝泵A电机轴承振动
2月21日分析人员发现凝泵A电机轴 承温度1，2，振动，电流出现预警 。观察趋势发现能够正常跟踪，检 修人员现场检查后，未发现设备损 热工定值 坏，数值在正常范围内，确认预警 （固定报 事件，建议延期观察。 1#机组凝泵A电机轴承温度 1
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
1#机组凝泵A电机轴承振动
预警系统于1月 1日正式上线， 监视设备运行 状态
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值 （固定报警 ） 预警系统综合所有测点 建立模型，可以自定义 观察、监视设备任意测 点信息
故障开始
现有的传感器观测 设备看起来一直正常
未发现设备 劣化状态
直到故障发生， 才报警
因为现有的监测手段观测不到设备的劣化状态，不能对 历史数据和设备工况进行分析，触发报警时已太晚！
引入预警 - 预见性分析模式
预警系统
触发预警 检修完成
设备正常状态
设备劣化状态
机组恢复正常运行状态
开始劣化
捕捉故障早期征兆， 触发预警发现设备故障 分析 通知 解决
原理
工作流程、路线及范围
案例分析 - 凝泵电机轴承温度过高案例
没有故障预警系统时故 障触发及处理方式
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
2月21日 4月1日
1#机组凝泵A电机轴承振动
1#机组凝泵A电机轴承温度1
故障预警系统，对海量数据进行挖掘和分析，预知设 备异常，在设备损坏前，提前数周进行预警，使专业 人员有充足的时间进行状态检修。
目录
概述、必要性
预警系统同传统方法比较
案例分析 系统作用
原理
工作流程、路线及范围
传统方法与FPS动态预警比较
传统方法——监测单独测点， 固定报警 太迟，损失 已无法挽回
预警系统根据历史 数据，针对设备建 立个性化高保真的 模型，从系统上线 时开始监测
提前预知性检修， 设备恢复正常状态， 避免了设备损坏和非计划停机
预见性分析使电厂可以主动维护设备，节约时间和费用， 避免了设备损坏及机组非停等严重损失。
目录
概述、必要性
传统软件同预警软件比较
案例分析 系统作用
必要性
1 发电企业中， 设备运行好坏 至关重要，设 备故障对整个 系统影响巨大 传统办法--事 后分析，损失 已经形成
2
实时数据库中 海量数据堆积， 现有软件缺乏 应用，需要挖 掘和分析 利用数据建立 预知模型进行 预警
3
通过预警系统 能够提高管理 水平，让检修 进入到数字化 时代
预警系统——监测所有测点， 早期发现
根据设备所 有关联测点 建立模型
测点A
测点B 测点C
提前数周发现设 备劣化状态进行 预警
测点D
数周时间内可制定检修计划，修 复设备，使设备恢复正常状态
传统方法监测的故障生命周期
传统方法
报警
设备损坏 或非停
设备故障 损失
设备正常状态
开始劣化
设备正常状态
设备劣化状态
警）
其后，在2月21日到3月20日之间多 次发现预警产生，但现场凝泵A在运 行，未停下来查找具体原因。
1#机组凝泵A电机轴承温度2
期间，电机轴承温度实际值与估计值 多次偏离3度以上(动态报警带上限为 3度，超出则预警) ，从50多度突然 增大到60多度，设备已经开始劣化 ，但远远未达到90度的固定报警热 1#机组凝泵A电流 工定值。
。经检查发现电机轴承磨损十分严重， 必须马上更换才能继续使用。
3月21日分析人员发现预警事件频率大
1#机组凝泵A电机轴承温度2
电机轴承温度实际值与估计值频繁偏离 3度以上，达到70度以上，仍未达到90 度的固定报警热工定值，普通软件无法 检测到劣化状态。
1#机组凝泵A电流
01/01—02/20 设备正常状态
01/01—02/20 设备正常状态
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A跳泵 设备损坏
1#机组凝泵A电机轴承振动
3月21日
1#机组凝泵A电机轴承温度1
热工定值 幅增加，数值明显异常，偏离程度增大 （固定报 。当即命令相关人员启动凝泵B，停运 警） 凝泵 A，拆开凝泵A电机轴承，查找原因
热工定值 （固定报警 ）
从2月21日到4月1日的 劣化状态未被发现
1#机组凝泵A电机轴承温度2
没有预警系统时，设备一直运行，直 到4月1日，电机轴承温度超过热工定 值90度，凝泵A跳泵，造成了设备损 坏，甚至有可能引起机组非停。
只监视单一测点， 与其他测点无关联
1#机组凝泵A电流
故障预警系统上线后故 障触发及处理方式
02/20—03/20 劣化低频状态
03/20—04/01 劣化高频状态
04/01 凝泵A 恢复备用
1#机组凝泵A电机轴承振动
4月1日
1#机组凝泵A电机轴承温度1
复正常，恢复备用状态。其后，再次运 行后，发现设备状态已恢复正常。 避免了一次由于电机轴承损坏而引起的 凝泵跳泵，甚至可能导致机组非停的事 故，挽回了大量的经济损失。
热工定值 （固定报警 经过检修处理更换，凝泵 A于4月1日恢 ）